(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンプレッサ、凝縮器、当該凝縮器からの冷媒を冷凍室側・冷蔵室側の一方又は両方に選択して流通させる冷媒分流手段、冷凍室側キャピラリ、冷蔵室側キャピラリ、冷凍室蒸発器、冷蔵室蒸発器を備える２蒸発器構成であって、可燃性冷媒を封入した冷蔵庫において、
前記冷凍室蒸発器の入口側と出口側とのそれぞれに流れる冷媒の温度を検出する温度センサと、
前記温度センサによる温度変化を監視し、所定の条件に照らして冷媒リークを判定する冷媒リーク監視手段とを備え、
前記冷媒リーク監視手段は、前記コンプレッサを停止した後に当該コンプレッサを再起動して冷凍室冷却モードに移行した時に、予め設定した時間が経過した後の前記冷凍室蒸発器の入口側と出口側とのそれぞれに流れる冷媒の温度差が所定値を超えた時に冷媒リーク有りと判定することを特徴とする冷蔵庫。
【請求項２】
前記冷媒リーク監視手段が冷媒リークと判定した時に、前記冷媒を冷媒配管上における冷凍室及び冷蔵室にリークしない場所に封じ込める冷媒封止手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
【請求項３】
前記冷媒リーク監視手段が冷媒リークと判定した時に、警報を発する警報手段を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の冷蔵庫。
【請求項４】
前記冷媒リーク監視手段が冷媒リークと判定した時に、所定の電気部品の動作を停止させる電気部品停止手段を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の冷蔵庫。
【請求項５】
前記冷媒封止手段は、前記冷媒分流手段を閉じ、前記コンプレッサを所定時間運転させ、前記冷媒を冷凍サイクルにおける当該コンプレッサの吐出から前記冷媒分流手段までの高圧部に封止することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の冷蔵庫。
【請求項６】
前記冷媒封止手段は、冷媒配管上における前記凝縮器とキャピラリとの間に設けた封止弁を閉じ、前記コンプレッサを所定時間運転させ、前記冷媒を冷凍サイクルにおける当該コンプレッサの吐出から前記封止弁までの高圧部に封止することを特徴とする請求項２に記載の冷蔵庫。
【請求項７】
前記冷媒リーク監視手段は、前記入口側、出口側の冷媒温度の温度差が所定時間継続して所定値を超えた時に冷媒リークと判定することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の冷蔵庫。
【請求項８】
前記温度センサは、前記冷凍室蒸発器の入口側と出口側に設置し、前記冷媒リーク監視手段は、前記温度差が５分間継続して５Ｋ以上であった時に冷媒リークと判定することを特徴とする請求項１〜７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、冷凍室蒸発器と冷蔵室蒸発器とを有する冷凍冷蔵庫に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フロンガスがもたらすオゾン層破壊の問題から、冷蔵庫の冷媒として、過去に広く利用されていたフロンから近年ではＧＷ１３００のような代替フロンが世界的に広く使用されるようになっている。ところが、さらに近年では、地球温暖化の対応が必要になり、代替フロンに代わり、ブタンガスのような温暖化係数（ＧＷＰ）が低い炭化水素冷媒（以下、「ＨＣ冷媒」と称する）に移行する傾向にあり、世界的にみれば、特にヨーロッパではＨＣ冷媒冷蔵庫の流通が盛んになっている。
【０００３】
一方、ＨＣ冷媒は可燃性ガスであることにより、万一、冷蔵庫内で冷媒リークが発生した場合、後に扉を開いた時に庫内に充満していた冷媒ガスが庫外に流出して大気により希釈され、冷蔵庫の周辺でのガス濃度が１．８％〜８．５％の爆発ガス濃度（ＥＬ）になることがあり得る。そのため、冷媒リークを早期の段階で検出してリークを停止させることが必要とされている。
【０００４】
そこで、従来では冷媒リークを検出するために、ガス漏れ検知センサを冷蔵庫内に取り付け、冷媒リークを検知すると警報を発してユーザに知らせ、また、庫内灯、扉スイッチ、除霜ヒータ、光プラズマ脱臭装置、自動製氷器等の引火源になる恐れのある電気部品を停止させて引火を予防し、また冷凍サイクル内の冷媒を回収することによってリーク量を抑制する安全対策が取られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のＨＣ冷媒冷蔵庫の場合、次のような問題点があった。その１つは、２蒸発器冷蔵庫のように冷凍室と冷蔵室とをそれぞれ独立した冷凍サイクルで冷却する冷蔵庫においては、高価なガス漏れ検知センサが多数個必要となり、コストが嵩む点である。他の問題点は、ガス漏れ検知センサは実際にガスが漏れ出てからそれを検知するものなので、検知感度やガス漏れ速度によっては冷媒リークを検知した時にすでに爆発下限濃度（ＬＥＬ）以上になっている可能性があり、冷媒リーク検知後に取ることができる安全対策の範囲が狭い点である。
【０００６】
本発明はこのような従来の問題点に鑑みてなされたもので、比較的安価な温度センサを利用して冷媒リークを確実に検出することができ、しかも冷媒ガスが庫内に未だ充満しない早期の段階で冷媒リークを検出することができる冷蔵庫を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、コンプレッサ、凝縮器、当該凝縮器からの冷媒を冷凍室側・冷蔵室側の一方又は両方に選択して流通させる冷媒分流手段、冷凍室側キャピラリ、冷蔵室側キャピラリ、冷凍室蒸発器、冷蔵室蒸発器を備える２蒸発器構成であって、可燃性冷媒を封入した冷蔵庫において、前記冷凍室蒸発器の入口側と出口側とのそれぞれに流れる冷媒の温度を検出する温度センサと、前記温度センサによる温度変化を監視し、所定の条件に照らして冷媒リークを判定する冷媒リーク監視手段とを備え、前記冷媒リーク監視手段は、前記コンプレッサを停止した後に当該コンプレッサを再起動して冷凍室冷却モードに移行した時に、予め設定した時間が経過した後の前記冷凍室蒸発器の入口側と出口側とのそれぞれに流れる冷媒の温度差が所定値を超えた時に冷媒リーク有りと判定することを特徴とするものである。
【００１０】
請求項１の発明の冷蔵庫では、温度センサを冷凍室蒸発器の入口側と出口側とに設置し、冷媒リーク監視手段により、温度センサが検出する入口側、出口側の冷媒温度の温度差が所定値を超えた時に冷媒リークと判定することにより、冷凍室蒸発器の入口側、出口側の冷媒温度の温度差に基づき、冷媒リークの有無の信頼性の高い判定を行う。
加えて、請求項１の発明の冷蔵庫では、冷媒リーク監視手段により、入口側、出口側の冷媒温度の温度差が所定時間継続して所定値を超えた時に冷媒リークと判定することにより、入口・出口温度と共にその温度差の継続時間を考慮することにより、冷媒リーク有無の信頼性のより高い判定を行う。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１の冷蔵庫において、前記冷媒リーク監視手段が冷媒リークと判定した時に、前記冷媒を冷媒配管上における冷凍室及び冷蔵室にリークしない場所に封じ込める冷媒封止手段を備えたことを特徴とするものであり、冷媒リーク有と判定した時に、実際に冷媒がリークを始める前に庫内にリークしない場所に冷媒を封止する。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１又は２の冷蔵庫において、前記冷媒リーク監視手段が冷媒リークと判定した時に、警報を発する警報手段を備えたことを特徴とするものであり、冷媒リーク有と判定した時に、警報によってユーザに知らせる。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１〜３の冷蔵庫において、前記冷媒リーク監視手段が冷媒リークと判定した時に、所定の電気部品の動作を停止させる電気部品停止手段を備えたことを特徴とするものであり、冷媒リーク有と判定した時に、実際に冷媒が庫内にリークし始める前に冷媒ガスに着火させる恐れのある電気部品を停止させ、確実に引火を予防する。
【００１４】
請求項５の発明は、請求項１〜４の冷蔵庫において、前記冷媒封止手段は、前記冷媒分流手段を閉じ、前記コンプレッサを所定時間運転させ、前記冷媒を冷凍サイクルにおける当該コンプレッサの吐出側から前記冷媒分流手段までの配管部分に封止することを特徴とするものであり、冷媒リーク有と判定した時に、実際に冷媒がリークを始める前に庫内にリークする可能性のきわめて少ない場所であるところのコンプレッサの吐出側から冷媒分流手段までの配管部分に封止する。
【００１５】
請求項６の発明は、請求項２の冷蔵庫において、前記冷媒封止手段は、冷媒配管上における前記凝縮器とキャピラリとの間に設けた封止弁を閉じ、前記コンプレッサを所定時間運転させ、前記冷媒を冷凍サイクルにおける当該コンプレッサの吐出から前記封止弁までの高圧部に封止することを特徴とするものであり、冷媒リーク有と判定した時に、実際に冷媒がリークを始める前に庫内にリークする可能性のきわめて少ない場所であるところのコンプレッサの吐出側から凝縮器とキャピラリとの間に設けた封止弁までの配管部分に封止する。
【００１７】
請求項７の発明は、請求項１〜６の冷蔵庫において、前記冷媒リーク監視手段は、前記入口側、出口側の冷媒温度の温度差が所定時間継続して所定値を超えた時に冷媒リークと判定することを特徴とするものであり、入口・出口温度と共にその温度差の継続時間を考慮することにより、冷媒リーク有無の信頼性のより高い判定を行う。
【００１９】
請求項８の発明は、請求項１〜７の冷蔵庫において、前記冷媒リーク監視手段は、前記温度差が５分間継続して５Ｋ以上であった時に冷媒リークと判定することを特徴とするものであり、冷凍室蒸発器の入口側、出口側の冷媒の温度差に基づいて冷媒リークの正確な判定を行う。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。図１は、本発明の一実施の形態の冷凍冷蔵庫の断面構造を示している。本実施の形態の冷凍冷蔵庫は、２蒸発器パラレルサイクル冷蔵庫であり、庫内は、上から冷蔵室１、野菜室２、切替え室３、冷凍室４に区画してある。そして野菜室２の底面と切替え室３の天井部との間に断熱壁５を設けることにより、庫内を温度帯の異なる上下２部屋に分割してある。野菜室２の背面に冷蔵室蒸発器６を設置し、冷凍室４の背面に冷凍室蒸発器７を設置してある。冷蔵室１の冷気と冷凍室４の冷気とは完全に独立し、各冷気が混合することはない。野菜室２の背面には、冷蔵室蒸発器６と共に冷蔵室冷却ファン１１を配置し、また、冷凍室４の背面には、冷凍室蒸発器７と共に冷凍室冷却ファン１２を配置してある。冷凍冷蔵庫の背壁下部の機械室１３には、図２に示すような冷凍サイクルを構成するコンプレッサ１４とコンデンサ１５（図１では図示せず）を設置してある。
【００２６】
図２は本実施の形態の冷凍冷蔵庫の２蒸発器パラレル冷凍サイクルを示している。この冷凍サイクルでは、ＨＣ冷媒はコンプレッサ１４によって圧縮されて吐出され、コンデンサ１５、クリーンパイプ１６を通った後、冷媒分流手段である３方弁１７の冷媒切替機構によって切替られた流路を流通する。
【００２７】
３方弁１７の一方の出口には冷蔵室キャピラリ（Ｒキャピラリ）１８と冷蔵室蒸発器（Ｒ蒸発器）６が順次接続され、３方弁１７の他方の出口には冷凍室キャピラリ（Ｆキャピラリ）１９と冷凍室蒸発器（Ｆ蒸発器）７とアキュムレータ２０が順次接続されている。そして、アキュムレータ２０の出口配管には、機械室１３内において逆止弁２１が接続され、この逆止弁２１の出口側はＲ蒸発器６の出口配管と接合され、さらにコンプレッサ１４の吸込側につながれている。なお、図２において、１００，１０１は、後述する冷媒リーク試験時の冷媒リーク量設定のために設置した弁である。これらは実機には設けられない。
【００２８】
上記の冷凍サイクルの冷凍冷蔵庫では、コントローラ３０が冷蔵室１，２、冷凍室３，４の温度センサにより庫内温度を監視し、３方弁１７を制御してＲ蒸発器６、Ｆ蒸発器７にパラレルにＨＣ冷媒を流通させ、各室の温度を制御する。
【００２９】
３方弁１７の切替えによって、冷蔵室冷却系Ｒと冷凍室冷却系Ｆとの流路を交互に切替えることが可能であり、その上、両流路を同時に遮断する全閉モードと、同時に解放する全開モードの切替えも可能である。すなわち、図３（ａ）に示す冷凍室冷却モード、同図（ｂ）に示す冷蔵室冷却モード、同図（ｃ）に示す全閉モード、そして同図（ｄ）に示す全開モードの切替えが可能となっている。なお、冷媒分流手段として、この３方弁１８に代えて、冷蔵室冷却系Ｒ、冷凍室冷却系Ｆそれぞれに単独の開閉弁を設け、それらを同時開放、同時閉塞、片方開放／他方閉塞の切替制御するようにしてもよい。
【００３０】
コンプレッサ１４、冷却ファン１１，１２、３方弁１７等の機械系の制御は、コントローラ３０によって行われる。そしてこのコントローラ３０は各所に設置されている冷媒温度センサや圧力センサ、コンプレッサ回転数センサの信号を入力し、それらの信号に基づき必要な制御を行う。このコントローラ３０による冷却制御動作について説明する。
【００３１】
図３（ａ）に示す冷凍室冷却モードの場合、冷媒はＦキャピラリ１９で減圧されてＦ蒸発器７に入り、冷凍室４を冷却した後にコンプレッサ１４に戻る。すなわち、冷媒はＦキャピラリ１９、Ｆ蒸発器７、アキュムレータ２０、逆止弁２１の順に流れ、冷凍室冷却ファン１２の運転によって冷気が切替え室３と冷凍室４内を循環して冷却する。
【００３２】
一方、３方弁１７が切替り、図３（ｂ）に示す冷蔵室冷却モードになった場合、冷媒はＲキャピラリ１８で減圧され、Ｒ蒸発器６に入り、冷蔵室１と野菜室２を冷却した後にコンプレッサ１４に戻る。すなわち、冷媒はＲキャピラリ１８、Ｒ蒸発器６の順に流れ、冷蔵室ファン１１の運転によって冷蔵室１と野菜室２を冷却する。
【００３３】
この冷蔵室冷却モードでは、冷媒の圧力は冷蔵室冷却系Ｒの方が冷凍室冷却系Ｆより高く、この圧力差δｐによって逆止弁２１を閉じ、冷却室冷却系Ｆに低温冷媒が貯溜される。そして、この状態から冷凍室冷却モードに切替ると、低温冷媒を用いて直ちに冷凍室を冷却することができ、冷凍室冷却モードでは冷媒遅れが生じることなく効率よく冷却できる。
【００３４】
一方、冷凍室冷却モード中は、Ｆ蒸発器７の圧力と温度はおよそ０．１ＭＰａ，−２６℃で、この時のＲ蒸発器６の温度はおよそ０〜２℃であるが、圧力はＦ蒸発器７と同じく０．１ＭＰａとなる。したがって、冷凍室冷却モード中のＲ蒸発器６内は、圧力が飽和状態となるために冷媒が蒸発し、乾いた状態（ドライアップ状態）となる。このため、このような状態から、３方弁１７が再び切替り、冷凍室冷却モードから冷蔵室冷却モードに直接に移行すると冷媒遅れが生じ、３方弁１７から冷蔵室冷却系Ｒに送り込まれてきた冷媒がＲ蒸発器６を経てこの冷蔵室冷却系Ｒの出口に到達するまでに数分間を要する。この時、Ｒ蒸発器６に対する入口側と出口側との温度差δＴで示す冷媒遅れが生じる。この状態ではＲ蒸発器１０が有効に活かされない。そこで、冷蔵室冷却モードに移行した最初から冷蔵室冷却系Ｒに低温冷媒をある程度貯溜させておくため、３方弁１７の切替制御において、冷凍室冷却モードに移行する前に、あらかじめ設定した所定時間τ（例えば、１〜５分間）だけ図３（ｄ）に示す全開モードにすることによって必ず冷蔵室冷却系Ｒに所定量だけ低温冷媒が貯溜しているようにする。
【００３５】
つまり、コントローラ３０は、冷凍室冷却モードによる冷凍室冷却→全開モードによる同時冷却→冷蔵室冷却モードによる冷蔵室冷却→冷凍室冷却モードによる冷凍室冷却の行程を繰り返しながら、冷凍冷蔵庫の全体をその各部が適度の温度になるように制御する。
【００３６】
上記のＨＣ冷媒冷凍冷蔵庫について、図２に示した冷媒リーク試験用弁１００，１０１を利用して冷媒リーク時の冷蔵室蒸発器６、冷凍室蒸発器７それぞれに対する配管の入口側温度、出口側温度を計測し、また冷媒リーク試験用弁１００，１０１の開放後の庫内の冷媒濃度を計測したデータが表１〜表３に示したものであり、また時間的な変化をプロットしたのが図４〜図６のグラフである。
【００３７】
【表１】
0004202630.tif 000002
【表２】
0004202630.tif 000003
【表３】
0004202630.tif 000004
＜通常運転時＞
通常運転時の各モードでの温度特性は次の通りである。
【００３８】
・冷凍室冷却（Ｆ冷却）運転時は、Ｒ蒸発器６とＦ蒸発器７とは共に、その入口・出口の温度差はほとんどない。
【００３９】
・冷蔵室冷却（Ｒ冷却）運転前のポンプダウン（Ｆ蒸発器７の冷媒回収）中は、Ｆ蒸発器７の出口温度が急激に低下し、温度差は約８Ｋ開く。Ｒ蒸発器６の出口温度も急激に落込み、約３０Ｋ開く。
【００４０】
・Ｒ冷却運転中は、Ｒ蒸発器６の入口・出口温度差は、全域に渡り約５Ｋ離れている。Ｆ蒸発器７側は、ポンプダウン時の開きから約７分間経過後に温度差がなくなる。
【００４１】
・コンプレッサ１４の停止中は、Ｒ蒸発器６の入口・出口温度差はほとんどない。Ｆ蒸発器７側は、入口温度がやや上昇し、入口・出口温度差が約５Ｋ開く。
【００４２】
・コンプレッサ停止後、Ｆ冷却モード開始直後は、Ｆ蒸発器７の入口温度が先行して下降するため、入口・出口温度差が約７Ｋになる。しかし、Ｆ冷却モード開始から約２０分後には温度差がなくなる。
【００４３】
＜冷媒リーク試験Ｉ＞
図２に示した配管系統において、Ｒ蒸発器６の入口側の配管に設置した試験弁１００を、φ０．１ｍｍのピンホールに相当する開度だけ開き、Ｒ蒸発器６の近辺に設置した冷媒ガス漏れ検知センサによるガス濃度を計測し、また、Ｒ蒸発器６、Ｆ蒸発器７それぞれに対する配管Ｒ，Ｆの入口側と出口側に設置した温度センサにより冷媒温度を測定した。冷媒ガス濃度及び温度の測定データは、表１及び表２に示すものであり、また、時間的な変化のグラフは図４及び図５に示すものである。
【００４４】
・Ｒ蒸発器６の冷媒リーク試験は、Ｒ冷却運転開始後約５分後に開始した。
【００４５】
・リーク試験開始と同期して、Ｒ蒸発器６の出口温度が急激に温度上昇し、入口温度との間に約１６Ｋの温度差が生じた。これは、０．１ｍｍのピンホールが配管途上に開いた場合、その口径がきわめて小さいものであるため、当初は配管内が負圧になって外気を配管内に吸込むことによる。
【００４６】
・Ｆ蒸発器７は、リーク試験スタート直後に微小な出口温度の低下が発生し、入口温度と差の間に約２Ｋの温度差が生じたが、顕著な変動ではない。
【００４７】
・この段階では、図５の上側のグラフに示すように、冷媒の実際のリークは生じていない。
【００４８】
・次にＦ冷却モードに移行すると、Ｒ蒸発器６の入口・出口温度差はほとんどなくなるが、Ｆ蒸発器７側の入口・出口温度差は、その運転中の全範囲（約３０分間）で出口温度が上昇し、入口温度が低下する（サイクル内に外気が流入したことによるアンダーチャージ現象の挙動）ため、この異常な挙動により約１０Ｋの温度差が発生した。この段階でも、冷媒の実質的なリークは生じていない。
【００４９】
・試験開始後の２回目のＲ冷却モードでは、運転中の全範囲（約２１分）でＲ蒸発器出口温度が上昇し、入口温度が低下する（アンダーチャージ現象の挙動）ため、この異常な挙動により約２１Ｋの温度差が発生した。この段階では、冷媒の実際の漏れが検出され、最高５０％（ＬＥＬ）の濃度に達した。ここで、濃度％（ＬＥＬ）とは、冷媒の爆発下限濃度（ＬＥＬ）＝１．８％（Ｖ／Ｖ）に対するパーセンテージである。したがって、５０％（ＬＥＬ）であれば、実質０．９％（Ｖ／Ｖ）ということになる。
【００５０】
・２回目のＦ冷却モード中の温度挙動は、１回目のものとほぼ同様であった。
【００５１】
・なお、図示していないが、３回目のＲ冷却モードの開始直後には、外気が冷凍サイクルに大量に流入したことによってコンプレッサ電流値が上昇して異常電流制御機能が作動し、コンプレッサが停止状態になり、圧力が上昇し、リークした冷媒の濃度は１００％（ＬＥＬ）を超えた。
【００５２】
以上の温度の挙動と冷媒のリーク挙動から、Ｒ蒸発器配管Ｒにおいて微小な穴開き（ピンホール）が発生した初期の段階では、冷媒ガスがＲ蒸発器６の周辺から野菜室２、冷蔵室１内にリークすることはない。そこで、この段階で配管内の冷媒温度の挙動が通常運転時と異なることを検出するならば、実際の冷媒リークが起きる前の段階で配管孔開きを発見して確実に冷媒リークを防護できる。
【００５３】
Ｒ蒸発器６の入口側の配管に穴開きが発生すれば、図４及び図５のグラフから分るように、Ｒ冷却動作中であれば、孔開き直後からＲ蒸発器入口温度が通常値よりも約５〜１０℃低下し、またＲ蒸発器入口温度と出口温度との差が通常値（約５℃）から約１０℃以上の差に開くことになる。加えて、異常温度あるいは温度差が時間的に継続していることも分かる。
【００５４】
＜冷媒リーク試験II＞
図２に示した配管系統において、Ｆ蒸発器７の入口側の配管に設置した試験弁１０１を、φ０．１ｍｍのピンホールに相当する開度だけ開き、Ｆ蒸発器７の近辺に設置した冷媒ガス漏れ検知センサによるガス濃度を計測し、また、Ｒ蒸発器６、Ｆ蒸発器７それぞれに対する配管Ｒ，Ｆの入口側と出口側に設置した温度センサにより冷媒温度を測定した。冷媒ガス濃度及び温度の測定データは、表１及び表３に示すものであり、また、時間的な変化のグラフは図４及び図６に示すものである。
【００５５】
・Ｆ冷却系統のリーク試験は、Ｆ冷却モードの運転開始後、約２３分後に強制的にＦ冷却系リーク試験弁１０１をφ０．１ｍｍのピンホールに相当する開度だけ開くことによって行った。
【００５６】
・試験弁１０１の開放直後は、Ｆ蒸発器７の入口温度が低下しだし、入口・出口温度差は最大１０Ｋ開いた。この段階で、図６の上側のグラフから分るように、冷媒の実際のリークは生じていない。
【００５７】
・１回目のＲ冷却モードでは、運転中の全範囲（約１６分）でＲ蒸発器６の出口温度が上昇し、かつ入口温度が低下する（アンダーチャージ現象の挙動）ため、この異常な挙動によって約１６Ｋの温度差が発生した。この段階でも、冷媒の実際のリークは生じていない。
【００５８】
・２回目のＦ冷却モードでは、１回目のＲ冷却モードでの挙動と同様の挙動により、Ｆ蒸発器７の入口・出口温度差が約１０Ｋ生じた。この段階でも、冷媒の実際のリークは生じていない。
【００５９】
・２回目のＲ冷却モードでは、Ｆ蒸発器７の試験弁１０１より冷媒が冷凍室３，４にリークを始め、冷媒ガス濃度が約２０％（ＬＥＬ）に達した。
【００６０】
・なお、図示していないが、冷媒ガス濃度が１００％（ＬＥＬ）に達するのは、試験Ｉの場合と同様に、３回目のＲ冷却モードの直前にコンプレッサ１４が停止した時であった。
【００６１】
以上より、Ｆ蒸発器７に対する配管Ｆの途上にピンホールが発生すれば、図４及び図６のグラフのように、Ｆ冷却動作中であれば、孔開き直後からＦ蒸発器入口温度が通常値よりも約５〜１０℃低下し、またＦ蒸発器入口温度と出口温度との温度差が通常値（ほぼ０℃）から約１０℃以上の差に開くことになる。加えて、異常温度あるいは温度差が時間的に継続する。
【００６２】
そこで、図７、図８の表に示すように、次の判断基準により冷媒リークの恐れのある配管孔開き発生をリーク発生前に発見することができることになる。
【００６３】
(I-1)Ｒ蒸発器６の入口温度を監視し、通常値から所定値以上離れた異常値を検出した時に冷媒リーク有と判断する。
【００６４】
(I-2)Ｒ蒸発器６の入口温度と出口温度とを監視し、それらの温度差が通常値から離れたならば冷媒リークと判断する。
【００６５】
(I-3)上の(I-1)，(I-2)の判断に時間的要素を加味して判断する。
【００６６】
(II-1)Ｆ蒸発器７の入口温度を監視し、通常値から所定値以上離れた異常値を検出した時に冷媒リーク有と判断する。
【００６７】
(II-2)Ｆ蒸発器７の入口温度と出口温度とを監視し、それらの温度差が通常値から離れたならは冷媒リークと判断する。
【００６８】
(II-3)上の(II-1)，(II-2)の判断に時間的要素を加味して判断する。
【００６９】
以上のリーク試験の結果と考察を踏まえ、本発明の１つの実施の形態の冷蔵庫では、図９、図１０に示すように、Ｒ蒸発器６、Ｆ蒸発器７の入口側において冷蔵室配管Ｒ、冷凍室配管Ｆ上に温度センサ２２ＦＲ，２３ＦＲそれぞれをセンサ固定具２４ＦＲ，２５ＦＲそれぞれによって取付け、あるいは別の実施の形態では、Ｒ蒸発器６、Ｆ蒸発器７の入口側と出口側との両方において冷蔵室配管Ｒ、冷凍室配管Ｆ上に温度センサ２２ＦＲ，２２ＲＲ（２２ＦＲと同じもの）；２３ＦＲ，２３ＲＲそれぞれをセンサ固定具２４ＦＲ，２４ＲＲ（２４ＦＲと同じもの）；２５ＦＲ，２５ＲＲそれぞれによって取付け、その温度信号をコントローラ３０において監視し、冷媒リークを判定する機能を持たせている。
【００７０】
本発明の１つの実施の形態におけるコントローラ３０の機能構成は、図１１に示すものである。コントローラ３０は上述した冷凍、冷蔵制御を行う冷却制御部３１と共に、冷媒リーク監視のために温度監視部３２、リーク判定部３３、警報部３４から構成されている。
【００７１】
本実施の形態のリーク監視のための温度センサ２２ＦＲは冷蔵室配管ＲにおけるＲ蒸発器６の入口側に設置され、温度センサ２３ＦＲは冷凍室配管ＦにおけるＦ蒸発器７の入口側に設置されている。
【００７２】
温度監視部３２は、これらのＲ蒸発器入口側温度センサ２２ＦＲ、Ｆ蒸発器入口側温度センサ２３ＦＲの温度検出信号を所定周期で入力してデータ化して時系列的に記憶すると共に、過去の一定期間の温度データの移動平均を各運転モードごとに周期的に算出して保持する。
【００７３】
リーク判定部３３は、温度監視部３２の現在データと直前の移動平均温度とを比較し、リーク発生の判定（実際には、上述したように「孔開き発生の判定」であるが、ここでは、これも含めて「リーク発生の判定」という）を行い、リーク発生と判定した時には警報部３４に出力すると共に、冷却制御部３１に出力する。
【００７４】
警報部３４はブザー又はブザーと共に警報ランプを備え、リーク判定部３３がリーク発生判定を出力した時にブザーを鳴らし又はそれと共に警報ランプを点灯させてリーク発生を警報する。
【００７５】
冷却制御部３１は、リーク判定部３３がリーク有と判定した時に、３方弁１７を閉じ、コンプレッサ１４を運転することによって配管Ｒ，Ｆ内の冷媒を高圧側に回収してコンプレッサ１４の弁と３方弁１７との間に閉じ込め、また、例えば光プラズマ殺菌器、自動製氷器、除霜ヒータ等を停止し、扉スイッチ、庫内灯の電源回路を切る等により引火の可能性がある電気部品の動作を禁止する。
【００７６】
次に、上記の機能構成のコントローラ３０による冷媒リーク判定動作を、図１２のフローチャートを用いて説明する。図１に示した冷凍冷蔵庫のような冷蔵庫では、Ｒ冷却系統とＦ冷却系統との両方において冷媒リークを監視しなければならない。そこで、Ｒ蒸発器６の入口側の配管上に温度センサ２２ＦＲを設置し、Ｆ蒸発器７の入口側の配管上に温度センサ２３ＦＲを設置し、これらの温度信号を温度監視部３２に取込み、温度の時間的挙動を観測する。そして、リーク判定部３３が温度監視部３２の求めたＲ蒸発器６の入口側温度、Ｆ蒸発器７の入口側温度に基づき、次の判定基準により冷媒リークの有無を判定する（ステップＳ１〜Ｓ３）。
【００７７】
・Ｒ蒸発器６の入口温度に関しては、Ｒ冷却モードにおいて、前回の同モード中の平均温度よりも７℃以上低下した場合にリーク発生と判定する。
【００７８】
・Ｆ蒸発器７の入口温度に関しては、Ｆ冷却モードにおいて、前回の同モード中の平均温度よりも７℃以上低下した場合にリーク発生と判定する。
【００７９】
こうしてリーク判定部３３が「冷媒リーク有」と判定すると、警報部３４に対して警報指令を出力し、また冷却制御部３１に対して引火防護指令を出力する（ステップＳ４，Ｓ５）。
【００８０】
これにより、本実施の形態の冷蔵庫では、冷媒リークを実際に冷媒のリークが起る前の段階、つまり、冷媒配管にピンホールが発生し、まだ外気を配管内に吸込むというアンダーチャージ現象が発生している段階でその孔開きを発見してリーク防護制御を行うことができる。しかも、冷媒配管上のＲ蒸発器６、Ｆ蒸発器７それぞれの入口側に設置した温度センサ２２ＦＲ，２３ＦＲの検出信号に基づいてリーク判定を行うため、コスト的にも有利なものにできる。
【００８１】
次に、本発明の第２の実施の形態の冷蔵庫について、図１３及び図１４を用いて説明する。第２の実施の形態の特徴は、コントローラ３０が、第１の実施の形態のリーク判定機能に時間的要素を加味してリーク判定を行うことにより、より信頼性の高い冷媒リーク判定を行うようにした点にある。
【００８２】
すなわち、温度監視部３２において、Ｒ蒸発器６、Ｆ蒸発器７それぞれの配管Ｒ，Ｆの入口側に設置した温度センサ２２ＦＲ，２３ＦＲの温度信号を入力して現在温度データを得ると共に、毎回のＲ冷却モード、Ｆ冷却モードそれぞれでの温度平均を演算して保持する（ステップＳ１１）。そして、リーク判定部３３は、Ｒ冷却モード中のＲ蒸発器６の入口側の冷媒温度が前回の平均温度よりも５℃以上低下している場合には、タイマ３５を起動させて継続時間を計測する（ステップＳ１２〜Ｓ１４）。そして、入口側温度が２０分以上継続して通常温度よりも５℃以上高くなっていれば、リーク発生と判定する（ステップＳ１５）。
【００８３】
リーク判定部３３はまた、Ｆ冷却モード中のＦ蒸発器７の入口側の冷媒温度が前回の平均温度よりも５℃以上低下している場合にも、タイマ３５を起動させて継続時間を計測する（ステップＳ１２〜Ｓ１４）。そして、入口側温度が２０分以上継続して通常温度よりも５℃以上高くなっていれば、リーク発生と判定する（ステップＳ１５）。
【００８４】
そしてリーク有と判定すれば、第１の実施の形態の場合と同様に、警報部３４を作動させると共に、冷却制御部３１により防護制御を行わせる（ステップＳ１７）。
【００８５】
なお、ステップＳ１２で現在温度が平均温度よりも５℃以上低下していると判断し、タイマ３５をいったん起動させても、タイムアップ前に現在温度の低下が５℃以内に収るようになればタイマをリセットし、温度監視を最初からやり直すことになる（ステップＳ１８）。
【００８６】
これにより、第２の実施の形態では、第１の実施の形態と同様の効果を有する上に、時間要素を考慮するため、冷媒リークの判定の信頼性をより高めることができる。
【００８７】
次に、本発明の第３の実施の形態の冷蔵庫について、図１５及び図１６を用いて説明する。第３の実施の形態の特徴は、コントローラ３０において、Ｒ蒸発器６、Ｆ蒸発器７それぞれの入口側、出口側の温度差を監視し、冷媒リークを判定することを特徴とする。
【００８８】
そのため、コントローラ３０は上述した冷凍、冷蔵制御を行う冷却制御部３１と共に、入口・出口温度差を求める温度比較器３６、リーク判定部３７、そして第１の実施の形態と同様の警報部３４から構成されている。
【００８９】
本実施の形態のリーク監視のための温度センサ２２ＦＲは冷蔵室配管ＲにおけるＲ蒸発器６の入口側に設置され、温度センサ２２ＲＲは出口側に設置されている。また温度センサ２３ＦＲは冷凍室配管ＦにおけるＦ蒸発器７の入口側に設置され、温度センサ２３ＲＲは出口側に設置されている。
【００９０】
温度比較部３６は、これらのＲ蒸発器入口側温度センサ２２ＦＲ、出口側温度センサ２２ＲＲの温度検出信号を所定周期で入力して温度差を求め、またＦ蒸発器入口側温度センサ２３ＦＲ、出口側温度センサ２３ＲＲの温度検出信号を所定周期で入力して温度差を求める。
【００９１】
リーク判定部３７は、温度比較部３６のＲ蒸発器６、Ｆ蒸発器７それぞれの入口・出口温度差を所定値と比較し、リーク発生の判定（ここでも、実際には「孔開き発生の判定」である）を行い、リーク有と判定した時には警報部３４に出力すると共に、冷却制御部３１に出力する。
【００９２】
警報部３４は第１、第２の実施の形態と同様、ブザー又はブザーと共に警報ランプを備え、リーク判定部３７がリーク有と判定した時にブザーを鳴らし又はそれと共に警報ランプを点灯させてリーク発生を警報する。
【００９３】
冷却制御部３１は第１、第２の実施の形態と同様、リーク判定部３７がリーク有と判定した時に、３方弁１７を閉じ、コンプレッサ１４を運転することによって配管Ｒ，Ｆ内の冷媒を高圧側に回収してコンプレッサ１４の弁と３方弁１７との間に閉じ込め、また、例えば光プラズマ殺菌器、自動製氷器、除霜ヒータ等を停止し、扉スイッチ、庫内灯の電源回路を切る等により引火の可能性がある電気部品の動作を禁止する。
【００９４】
次に、上記の機能構成のコントローラ３０による冷媒リーク判定動作を、図１６のフローチャートを用いて説明する。図１に示した冷凍冷蔵庫では、Ｒ冷却系統とＦ冷却系統との両方において冷媒リークを監視するため、Ｒ蒸発器６、Ｆ蒸発器７それぞれの入口・出口温度差の時間的挙動を観測する。そして、リーク判定部３７が温度比較部３６の求めたＲ蒸発器６、Ｆ蒸発器７それぞれにおける入口・出口温度差に基づき、次の判定基準により冷媒リークの有無を判定する（ステップＳ２１〜Ｓ２３）。
【００９５】
・Ｒ蒸発器６の入口・出口温度差に関しては、Ｒ冷却モードにおいて、１５℃以上の温度差が発生すればリーク発生と判定する（ステップＳ２３，Ｓ２４）。
【００９６】
・また、Ｆ蒸発器７の入口・出口温度差に関しては、Ｆ冷却モードにおいて、１０℃以上の温度差が発生すればリーク発生と判定する（ステップＳ２３，Ｓ２４）。
【００９７】
こうしてリーク判定部３７が「冷媒リーク有」と判定すると、警報部３４に対して警報指令を出力し、また冷却制御部３１に対して引火防護指令を出力する（ステップＳ２５，Ｓ２６）。
【００９８】
これにより、第３の実施の形態の冷蔵庫でも、冷媒リークを実際に冷媒のリークが起る前の段階、つまり、冷媒配管にピンホールが発生し、まだ外気を配管内に吸込むというアンダーチャージ現象が発生している段階でその孔開きを発見してリーク防護制御を行うことができる。しかも、冷媒配管上のＲ蒸発器６、Ｆ蒸発器７それぞれの入口側、出口側に設置した温度センサ２２ＦＲ，２２ＲＲ；２３ＦＲ，２３ＲＲによる温度差に基づいてリーク判定を行うため、コスト的にも有利なものにできる。また、温度差によるリーク判定のため、入口側だけに温度センサを設置し、その検出温度だけでリーク判定する場合よりも判定の信頼性を高めることができる。
【００９９】
次に、本発明の第４の実施の形態の冷蔵庫について、図１７及び図１８を用いて説明する。第４の実施の形態の特徴は、図１７に示したコントローラ３０が、第３の実施の形態のリーク判定機能に時間的要素を加味してリーク判定を行うことにより、より信頼性の高い冷媒リーク判定を行うようにした点にある。
【０１００】
すなわち、温度比較部３６において、Ｒ蒸発器６、Ｆ蒸発器７それぞれの配管Ｒ，Ｆの入口側、出口側に設置した温度センサ２２ＦＲ，２２ＲＲ；２３ＦＲ，２３ＲＲの温度信号を入力して入口・出口温度差を検出する（ステップＳ３１，Ｓ３２）。
【０１０１】
そして、リーク判定部３７は、Ｒ冷却モード中のＲ蒸発器６の入口・出口温度差が所定値、例えば、１０℃以上に大きい場合には、タイマ３５を起動させて継続時間を計測する（ステップＳ３３，Ｓ３４）。そして、入口・出口温度差が５分以上継続して所定値よりも高くなっていれば、リーク発生と判定する（ステップＳ３５，Ｓ３６）。
【０１０２】
リーク判定部３７はまた、Ｆ冷却モード中のＦ蒸発器７の入口・出口温度差が所定値、例えば、５℃以上に大きい場合には、タイマ３５を起動させて継続時間を計測する（ステップＳ３３，Ｓ３４）。そして、入口・出口温度差が５分以上継続して所定値よりも高くなっていれば、リーク発生と判定する（ステップＳ３５，Ｓ３６）。なお、この場合、コンプレッサ１７の停止後に始めるＦ冷却モードでは、そのＦ冷却モードの再開直後には平常時でも約７，８Ｋ程度の温度差が発生するため、通常時にこの温度差が解消する時間だけ、例えば、２０分だけ時間が経過した後にリーク判定を行う設定にするのが好ましい。
【０１０３】
そしてリーク判定部３７はリーク有と判定すれば、第１の実施の形態の場合と同様に、警報部３４を作動させると共に、冷却制御部３１により防護制御を行わせる（ステップＳ３８）。
【０１０４】
なお、ステップＳ３３で温度差が所定値よりも大きくなっていると判断し、タイマ３５をいったん起動させても、タイムアップ前にその温度差が所定値内に収るようになればタイマ３５をリセットし、温度監視を最初からやり直すことになる（ステップＳ３９）。
【０１０５】
これにより、第４の実施の形態では、第３の実施の形態と同様の効果を有する上に、時間要素を考慮するため、冷媒リーク判定の信頼性をより高めることができる。
【０１０６】
なお、上記の各実施の形態で用いた温度基準値、時間基準値は例示したものであり、冷蔵庫の容量、グレードによって製品機種ごとに個別に実験によって設定するものであるので、例示した値に限定されることはない。
【０１０７】
また、上記の各実施の形態では２蒸発器、パラレルサイクルの冷凍冷蔵庫について説明したが、本発明思想は、例えば、冷蔵室蒸発器のみを有する冷蔵庫、冷凍室蒸発器のみを有する冷凍庫、さらには上記実施の形態とは異なる冷凍サイクルを有する冷凍冷蔵庫等であっても、ＨＣ冷媒を利用する冷蔵庫に広く適用することができる。
【０１０８】
また、上記の各実施の形態では、Ｒ冷却系、Ｆ冷却系の両方に等しく温度センサを設置して冷媒リーク判定を各系統で個別に行うようにしたが、これも限定されることはなく、Ｒ冷却系、Ｆ冷却系のいずれか一方だけに、その蒸発器の入口側のみにあるいは入口側と出口側との両方に温度センサを設置し、上記の各実施の形態の判定条件によってリーク判定するようにしてもよい。例えば、Ｆ冷却系だけに温度センサを設置し、Ｒ冷却モードの際にも上記のＦ冷却モードの時に利用した判定条件をそのまま流用してリーク判定するようにしてもよい。また、新たな判定条件を実験から求めて設定するようにしてもよい。
【０１１０】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、冷凍冷蔵庫において、冷媒が実際にリークを始める前の段階で確実に冷媒配管上のピンホールの発生を検出することができる。また、温度センサによる冷媒リーク判定であるため、ガス漏れ検知センサよりもコスト的に低く抑えることができる。また、請求項１の発明によれば、冷凍室蒸発器の入口側、出口側の冷媒温度の温度差に基づき、冷媒リークの有無の信頼性の高い判定を行うことができる。加えて、請求項１の発明によれば、入口・出口温度と共にその温度差の継続時間を考慮することにより、冷媒リーク有無の信頼性のより高い判定を行うことができる。
【０１１１】
請求項２の発明によれば、冷媒リーク監視手段が冷媒リーク有と判定した時に、実際に冷媒がリークを始める前に庫内にリークしない場所に冷媒を封止することにより、冷媒ガスの実際のリークを確実に予防できる。
【０１１２】
請求項３の発明によれば、冷媒リーク監視手段が冷媒リークと判定した時に、警報によってユーザに知らせることができる。
【０１１３】
請求項４の発明によれば、冷媒リーク監視手段が冷媒リークと判定した時に、実際に冷媒が庫内にリークし始める前に冷媒ガスに着火させる恐れのある電気部品を停止させ、確実に引火を予防することができる。
【０１１４】
請求項５の発明によれば、冷媒リーク監視手段が冷媒リーク有と判定した時に、実際に冷媒がリークを始める前に庫内にリークする可能性のきわめて少ない場所であるコンプレッサの吐出側から冷媒分流手段までの配管部分に冷媒を封止し、実際のリークを防止することができる。
【０１１５】
請求項６の発明によれば、冷媒リーク監視手段が冷媒リーク有と判定した時に、実際に冷媒がリークを始める前に庫内にリークする可能性のきわめて少ない場所であるコンプレッサの吐出側から凝縮器とキャピラリとの間に設けた封止弁までの配管部分に冷媒を封止し、実際のリークを防止することができる。
【０１１７】
請求項７の発明によれば、冷凍室蒸発器の入口側、出口側の冷媒温度の温度差と共にその温度差の継続時間を考慮することにより、冷媒リーク有無の信頼性のより高い判定が行える。
【０１１９】
請求項８の発明によれば、冷媒配管における冷凍室蒸発器の入口側と出口側の冷媒の温度差が５分間継続して５Ｋ以上であった時に冷媒リークと判定することにより、冷媒リークの正確な判定が行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１つの実施の形態の冷凍冷蔵庫の断面図。
【図２】上記の実施の形態における冷凍サイクルの配管系統図。
【図３】上記の実施の形態における各種運転モードの説明図。
【図４】２蒸発器、パラレルサイクル冷凍冷蔵庫における通常運転時、冷蔵室蒸発器側の冷媒リーク孔発生時の冷蔵室蒸発器、冷凍室蒸発器それぞれの入口側、出口側の冷媒温度の時間変化を示すグラフ。
【図５】２蒸発器、パラレルサイクル冷凍冷蔵庫における冷蔵室蒸発器側配管上での冷媒リーク発生時の冷媒濃度の時間変化を示すグラフ、及び、冷蔵室蒸発器、冷凍室蒸発器それぞれの入口側、出口側の冷媒温度の時間変化を示す拡大グラフ。
【図６】２蒸発器、パラレルサイクル冷凍冷蔵庫における冷凍室蒸発器側配管上での冷媒リーク発生時の冷媒濃度の時間変化を示すグラフ、及び、冷蔵室蒸発器、冷凍室蒸発器それぞれの入口側、出口側の冷媒温度の時間変化を示す拡大グラフ。
【図７】２蒸発器、パラレルサイクル冷凍冷蔵庫における冷蔵室蒸発器側の冷媒リーク発生の判定方法を示す説明図。
【図８】２蒸発器、パラレルサイクル冷凍冷蔵庫における冷凍室蒸発器側の冷媒リーク発生の判定方法を示す説明図。
【図９】本発明の各実施の形態において、冷蔵室蒸発器側の冷媒配管上への温度センサの取付け方法を示す分解斜視図。
【図１０】本発明の各実施の形態において、冷凍室蒸発器側の冷媒配管上への温度センサの取付け方法を示す分解斜視図。
【図１１】本発明の第１の実施の形態において採用するコントローラの機能構成を示すブロック図。
【図１２】上記の第１の実施の形態においてコントローラの行う冷媒リーク判定のフローチャート。
【図１３】本発明の第２の実施の形態において採用するコントローラの機能構成を示すブロック図。
【図１４】上記の第２の実施の形態においてコントローラの行う冷媒リーク判定のフローチャート。
【図１５】本発明の第３の実施の形態において採用するコントローラの機能構成を示すブロック図。
【図１６】上記の第３の実施の形態においてコントローラの行う冷媒リーク判定のフローチャート。
【図１７】本発明の第４の実施の形態において採用するコントローラの機能構成を示すブロック図。
【図１８】上記の第４の実施の形態においてコントローラの行う冷媒リーク判定のフローチャート。
【符号の説明】
１  冷蔵室
２  野菜室
３  切替え室
４  冷凍室
５  仕切板
６  冷蔵室蒸発器（Ｒ蒸発器、Ｒエバ）
７  冷凍室蒸発器（Ｆ蒸発器、Ｆエバ）
１４  コンプレッサ
１５  コンデンサ
１７  ３方弁
１８  冷蔵室キャピラリ（Ｒキャピラリ）
１９  冷凍室キャピラリ（Ｆキャピラリ）
２０  アキュムレータ
２１  逆止弁
３０  コントローラ
３１  冷却制御部
３２  温度監視部
３３  リーク判定部
３４  警報部
３５  タイマ
３６  温度比較部
３７  リーク判定部
１００  試験弁
１０１  試験弁
【図１】
0004202630.tif 000005
【図２】
0004202630.tif 000006
【図３】
0004202630.tif 000007
【図４】
0004202630.tif 000008
【図５】
0004202630.tif 000009
【図６】
0004202630.tif 000010
【図７】
0004202630.tif 000011
【図８】
0004202630.tif 000012
【図９】
0004202630.tif 000013
【図１０】
0004202630.tif 000014
【図１１】
0004202630.tif 000015
【図１２】
0004202630.tif 000016
【図１３】
0004202630.tif 000017
【図１４】
0004202630.tif 000018
【図１５】
0004202630.tif 000019
【図１６】
0004202630.tif 000020
【図１７】
0004202630.tif 000021
【図１８】
0004202630.tif 000022