(57)【要約】【課題】空調装置としての性能低下を招くことなく、冷媒漏れをより確実に検出できるようにする。【解決手段】上流側配管１１ａと下流側配管１１ｂとの配管接続部１３に、該配管接続部１３を密閉状に覆う密閉容器２５を取り付ける。密閉容器２５に設けた筒状突出部３１ｂを、二酸化炭素濃度検出器３５の取付筒部３９に嵌入し、配管接続部１３からの冷媒である二酸化炭素の漏れを検出器本体３７によって検出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒が循環する循環経路中の配管接続部に、該配管接続部のシール部を境にして配管内の冷媒流路と反対側に位置しかつ外気に対して密閉される密閉空間を設け、この密閉空間内の気体の状態変化を確認する状態変化確認部を設けたことを特徴とする空調装置。
【請求項２】
前記気体の状態変化は、前記密閉空間内の冷媒の濃度変化であることを特徴とする請求項１に記載の空調装置。
【請求項３】
前記気体の状態変化は、前記密閉空間内の気体の圧力変化であることを特徴とする請求項１に記載の空調装置。
【請求項４】
前記気体の状態変化は、前記密閉空間内の気体の温度変化であることを特徴とする請求項１に記載の空調装置。
【請求項５】
前記気体の状態変化は、前記密閉空間内に封入した媒体の前記冷媒との反応による目視可能な状態変化であることを特徴とする請求項１に記載の空調装置。
【請求項６】
前記密閉空間と外気とを隔てる壁部に、前記密閉空間内の圧力によって弾性変形可能な弾性部材を設け、前記気体の状態変化は、前記弾性部材を変形させる前記密閉空間内の体積変化であることを特徴とする請求項１または３に記載の空調装置。
【請求項７】
前記密閉空間を、前記配管接続部を覆う密閉容器で形成したことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の空調装置。
【請求項８】
前記密閉空間を前記配管接続部の内部に設けたことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の空調装置。
【請求項９】
冷媒が循環する循環経路中の配管接続部に、該配管接続部のシール部を境にして配管内の冷媒流路と反対側に位置しかつ外気に対して密閉される密閉空間を設け、この密閉空間内の気体の状態変化を確認することで、前記シール部の状態を検出することを特徴とするシール状態検出方法。
【請求項１０】
冷媒が循環する循環経路中の配管接続部を密閉状に覆う密閉空間形成部と、この密閉空間形成部によって形成した密閉空間内に前記配管接続部から漏れる冷媒を検出する冷媒検出部とを備えることを特徴とする冷媒漏れ検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒が循環する循環経路中に配管接続部を備えた空調装置，シール状態検出方法及び冷媒漏れ検出器に関する。
【背景技術】
【０００２】
空調装置における冷媒循環経路からの冷媒の漏れを検出する方法として、冷媒中に臭気ガスを添加しておき、冷媒が漏れたときに、臭気ガスの臭いによって漏れの検出を行うものが知られている（例えば下記特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−２２９８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記した従来の冷媒の漏れを検出する方法では、臭気ガスが冷媒の循環経路中に均等に存在している必要があり、臭気ガスが存在しない部分があると、その部分から冷媒が漏れた場合には冷媒漏れを検出できないという問題がある。
【０００４】
また、冷媒循環経路中に、冷媒以外のガスを混入することから、空調装置としての性能低下を招く虞もある。
【０００５】
そこで、本発明は、空調装置としての性能低下を招くことなく、冷媒漏れをより確実に検出できるようにすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、冷媒が循環する循環経路中の配管接続部に、該配管接続部のシール部を境にして配管内の冷媒流路と反対側に位置しかつ外気に対して密閉される密閉空間を設け、この密閉空間内の気体の状態変化を確認する状態変化確認部を設けたことを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、密閉空間内の気体の状態変化を確認することで、冷媒流路を流れる冷媒がシール部を通して密閉空間に漏出したことを検出できる。この際、冷媒流路内に、冷媒以外のガスを添加する必要がないので、空調装置としての性能低下を招くことなく、冷媒漏れをより確実に検出でき、シール部のシール不良を検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【０００９】
図１は、図２に示す空調装置の冷凍サイクル構成図における、本発明の第１の実施形態を示す要部の断面図である。なお、ここでの空調装置は、自動車の車室内を空調するカーエアコンとして使用するものとする。
【００１０】
上記図２に示す空調装置の冷凍サイクルは、圧縮機１，放熱器３，膨張弁５，蒸発器７及びアキュムレータ９を、配管１１を介して順次連結して冷媒が循環する循環経路を形成している。この循環経路内の冷媒流路には、冷媒として二酸化炭素を封入している。
【００１１】
圧縮機１で圧縮して吐出した高温高圧の気相冷媒は、放熱器３に流入し、ここで外気により冷却されて放熱する。放熱器３で放熱した冷媒は、膨張弁５により低圧に減圧され、気液２相状態となった後に、蒸発器７に流入し、ここで外気から吸熱して蒸発する。
【００１２】
蒸発した冷媒は、アキュムレータ９に流入し、ここで気相冷媒と液相冷媒とに分離され、液相冷媒は余剰冷媒としてアキュムレータ９に蓄えられ、気相冷媒は圧縮機１の吸入側に供給される。
【００１３】
このような冷凍サイクルにより、冷媒は蒸発器７で車室内の空調空気から吸熱（空調空気を冷却）し、車室内を冷房することになる。
【００１４】
図１は、図２に示した配管１１における圧縮機１側の上流配管１１ａと、放熱器３側の下流配管１１ｂとの間の配管接続部１３周辺の断面図である。配管接続部１３は、上流配管１１ａの端部に設けたフランジ１５と下流配管１１ｂの端部に設けたフランジ１７とを、ボルト１９及びナット２１により互いに結合固定し、その結合面の配管周囲には、シール材２３を介装して冷媒の漏れ対策を講じている。
【００１５】
上記した配管接続部１３を覆うように密閉容器２５を配管１１に取り付け、これにより密閉容器２５内には容器内空間２７を形成する。この密閉容器２５は、図３に示すように、中空の球体を半割したようなカップ状の下部容器２９と上部容器３１とを有し、ヒンジ部３３によって図１に示す密閉状態と図３に示す開放状態とに開閉可能としている。
【００１６】
また、下部容器２９及び上部容器３１の配管１１に対応する部位には、配管１１が挿入される切欠凹部２９ａ及び３１ａをそれぞれ形成し、これら切欠凹部２９ａ，３１ａの配管１１に対応する部位及び、下部容器２９と上部容器３１との互いの接合面には、図示しないシール材を設けて密閉容器２５の密閉状態を確保している。
【００１７】
なお、下部容器２９と上部容器３１とを図１に示す密閉状態としたときに、これら各容器２９，３１相互の開放を阻止する図示しないロック機構を設けているものとする。
【００１８】
そして、上部容器３１には、図１に示すように、二酸化炭素濃度検出器３５を取り付けている。二酸化炭素濃度検出器３５は、検出器本体３７と取付筒部３９とを有し、取付筒部３９の先端内に、上部容器３１に設けた筒状突出部３１ｂを嵌入して取り付ける。この際、筒状突出部３１ｂの外周と取付筒部３９の内周との間にシール材４１を介装する。
【００１９】
これより、前記した容器内空間２７と、筒状突出部３１ｂ及び取付筒部３９内の各空間４３及び４５とが連続する密閉空間４７となる。この密閉空間４７は、冷媒が循環する循環経路中の配管接続部１３に設けられ、該配管接続部１３のシール材２３を備えるシール部を境にして配管１１内の冷媒流路４８と反対側に位置しかつ外気に対して密閉されることになる。
【００２０】
上記した密閉空間４７内の二酸化炭素の濃度を検出器本体３７が検出する。すなわち、この検出器本体３７は、密閉空間４７内の気体の状態変化を確認する状態変化確認部を構成している。なお、検出器本体３７としては、例えば固体電解質型ガスセンサを使用する。
【００２１】
このような構成の空調装置において、検出器本体３７が密閉空間４７内の気体として二酸化炭素の濃度を規定値以上であると検出したら、循環経路中を流れる冷媒である二酸化炭素が配管接続部１３から漏れ、シール部のシール機能が低下しているとして、例えばモニタ表示するなどして警告を出力する。
【００２２】
このように、本実施形態においては、密閉空間４７内の二酸化炭素の濃度を検出することによって、ＣＯ2エアコンのように大気中に存在する二酸化炭素を冷媒として使用している空調装置であっても、容易に素早く冷媒の漏れを検出することができる。
【００２３】
この際、本実施形態では、冷媒循環経路中に、冷媒以外のガスを添加する必要がないので、空調装置としての性能低下を招くことなく、冷媒漏れをより確実に検出でき、配管接続部１３におけるシール部のシール不良を検出することができる。
【００２４】
なお、上記実施形態では、密閉空間４７内の気体の状態変化として、二酸化炭素の濃度変化を検出しているが、密閉空間４７内の圧力変化や温度変化を検出するようにしてもよい。すなわち、圧力変化の場合には、二酸化炭素の漏れによって密閉空間４７内の圧力が、圧力センサによって規定以上である検出したときに、冷媒漏れと判断し、温度変化の場合には、温度センサにより検出する温度変化量が規定値以上となったときに冷媒漏れと判断する。
【００２５】
なお、圧力変化を検出する際には、密閉空間４７内を真空としておくことで、より精度よく圧力変化を検出でき、より微少な冷媒漏れを検出することが可能となる。
【００２６】
また、温度変化を検出する場合には、本実施形態では図２に示す圧縮機１の吐出側の高温ガスが流れる配管接続部１３での冷媒漏れを検出しているので、密閉空間４７内の温度が規定以上となったときに、冷媒漏れと判断してもよい。
【００２７】
このように、密閉空間４７内の圧力変化や温度変化を検出することで、二酸化炭素の濃度を検出できない場合であっても冷媒漏れを容易に検出することができる。
【００２８】
なお、密閉空間４７の容積は、小さいほど検出精度が高くなるが、密閉容器２５や二酸化炭素濃度検出器３５の取付作業性を考慮すると、密閉空間４７内の配管１１及び配管接続部１３の容積を除いた空間を１０ｃｃ程度とすることが望ましい。
【００２９】
また、上記した第１の実施形態によれば、密閉空間４７は、配管接続部１３を覆う密閉容器２５で構成しているので、汎用性が高く、コスト面で有利となる。
【００３０】
図４は、本発明の第２の実施形態を示す、図１に対応する断面図である。この実施形態は、上流側配管１１ａと下流側配管１１ｂとの配管接続部１３０の構造が、図１の配管接続部１３と異なっている。
【００３１】
すなわち、第２の実施形態の配管接続部１３０は、上流側配管１１ａの先端側に、配管１１内の冷媒流路４８よりも大径の凹部４９を設け、この凹部４９に、下流側配管１１ｂの先端挿入部５１を挿入して接続している。下流側配管１１ｂにおける先端挿入部５１の基端側にはフランジ５３を形成し、このフランジ５３に上流側配管１１ａの端部を当接させ、該当接部にて外側に突出させた上流側配管１１ａの固定部５５と、上記した下流側配管１１ｂのフランジ５３とをボルト５７及びナット５９により締結固定する。
【００３２】
また、下流側配管１１ｂにおける先端挿入部５１の外周には、その長さ方向（図４中で左右方向）に沿って所定間隔をおいて環状突起６１，６３を設け、環状突起６１，６３と上流側配管１１ａの凹部４９との間にシール材６５，６７をそれぞれ介装する。これにより、環状突起６１，６３相互間に環状の接続部内空間６９を形成する。
【００３３】
そして、この接続部内空間６９に対応する上流側配管１１ａの前記した凹部４９を設けた部位に、外部に連通する貫通孔７１を形成し、この貫通孔７１を密閉して覆うカバー７３を取り付ける。カバー７３には筒部７５を突出させ、筒部７５の先端には状態変化確認部となる透明の蓋７７によって密閉する。
【００３４】
これにより、前記した接続部内空間６９と、貫通孔７１と、筒部７５内を含むカバー７３内の空間７９とで、外気に対して密閉する密閉空間８１を形成する。すなわち、この密閉空間８１は、冷媒が循環する循環経路中の配管接続部１３０に設けられ、該配管接続部１３０のシール材６５，６７を備えるシール部を境にして配管１１内の冷媒流路４８と反対側に位置しかつ外気に対して密閉されることになる。
【００３５】
そして、この密閉空間８１には、二酸化炭素と反応して白濁する、例えば過酸化水素水を封入する。
【００３６】
したがって、この実施形態によれば、透明の蓋７７を通して密閉空間８１内の過酸化水素水が白濁している状態を目視により確認したら、循環経路中を流れる冷媒である二酸化炭素が接続部内空間６９に漏れていることになり、シール機能が低下していることを容易に確認できる。なお、過酸化水素水が白濁する際には、気体である冷媒が反応して状態変化していることになり、したがって、この場合でも密閉空間内の気体の状態変化を確認していることになる。
【００３７】
すなわち、本実施形態では、気体の状態変化は、密閉空間８１内に封入した媒体の冷媒との反応による目視可能な状態変化に相当する。
【００３８】
なお、上記図４の実施形態においては、筒部７５の先端開口に、蓋７７を設ける代わりに前記図１に示した第１の実施形態のように、二酸化炭素濃度検出器３５もしくは検出器本体３７を取り付け、二酸化炭素の濃度検出を行って冷媒漏れを検出することも可能である。もちろんこの場合、第１の実施形態と同様に圧力や温度を検出して冷媒漏れを検出してもよい。
【００３９】
図５は、本発明の第３の実施形態を示す、図４に対応する断面図である。この実施形態は、前記図４におけるカバー７３に代えて、貫通孔７１を密閉状態で塞ぐように密閉空間形成膜８３を取り付けている。したがって、ここでは接続部内空間６９と貫通孔７１とで、外気に対して密閉する密閉空間８５を形成する。
【００４０】
上記した密閉空間形成膜８３は、密閉空間８５と外気とを隔てる壁部に、密閉空間８５内の圧力によって弾性変形可能な弾性部材を構成している。
【００４１】
したがって、この第３の実施形態によれば、密閉空間形成膜８３が風船のように膨らみ、弾性変形した状態を目視により確認することで、冷媒流路４８を流れる冷媒である二酸化炭素が密閉空間８５に漏れ、密閉空間８５内の圧力が高くなったことを目視により容易に確認することができる。
【００４２】
上記図４及び図５の各実施形態においては、密閉空間８１，８５の一部または全部を配管接続部１３０の内部に設けているので、図１に示した第１の実施形態のように外部に密閉容器２５を取り付ける場合に比較して、配管１１の外側の余分なスペースが不要となり、空調装置全体の小型軽量化を達成できる。
【００４３】
図６は、本発明の第４の実施形態を示す冷媒漏れ検出器の斜視図である。この冷媒漏れ検出器は、先端の密閉空間形成部８７と、密閉空間形成部８７に一端が接続される中空のロッド部８９と、ロッド部８９の他端に接続されて圧力を検出する冷媒検出部としてのセンサ部９１と、センサ部９１に連続する把持部９３と、把持部９３内を通して一端がセンサ部９１に接続され他端が図示しない制御回路部に接続される配線部９５とをそれぞれ備えている。
【００４４】
密閉空間形成部８７は、前記図１に示した第１の実施形態における密閉容器２５に相当するもので、密閉容器２５と同様に、下部容器９７と上部容器９９と備えており、ヒンジ部１０１によって図６に示す開放状態と、前記図１における密閉容器２５の密閉状態と同様にして配管接続部１３を覆う密閉状態とに開閉可能となっている。
【００４５】
したがって、この密閉空間形成部８７においても、下部容器９７及び上部容器９９に配管１１が挿入される切欠凹部９７ａ及び９９ａをそれぞれ形成し、これら切欠凹部９７ａ，９９ａの配管１１に対応する部位及び、下部容器９７と上部容器９９との互いの接合面には、図示しないシール材を設けて密閉空間形成部８７による密閉空間を形成する。
【００４６】
そして、上記したロッド部８９は上部容器９９に接続し、この接続状態で上部容器９９内の空間が、ロッド部８９内の中空部を通してセンサ部９１に連通している。
【００４７】
したがって、この第４の実施形態においては、密閉空間形成部８７によって、図１に示す密閉容器２５のように配管接続部１３を密閉して覆って密閉空間を形成し、この状態でセンサ部９１が規定以上の圧力上昇を検出すると、制御回路部が冷媒漏れと判断する。
【００４８】
なお、上記した第４の実施形態においても、センサ部９１として、圧力センサの他に二酸化炭素濃度センサや温度センサを使用することができる。
【００４９】
また、前記した各実施形態では、冷媒として二酸化炭素を使用しているが、他のフロンなどを冷媒として使用してもよく、適用する空調装置としては、自動車用に限らず一般家庭など家屋で使用するエアコンであっても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】図２に示す空調装置の冷凍サイクル構成図における、本発明の第１の実施形態を示す要部の断面図である。
【図２】空調装置の冷凍サイクル構成図である。
【図３】第１の実施形態における密閉容器を開放した状態を示す斜視図である。
【図４】本発明の第２の実施形態を示す、図１に対応する断面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態を示す、図４に対応する断面図である。
【図６】本発明の第４の実施形態を示す冷媒漏れ検出器の斜視図である。
【符号の説明】
【００５１】
１１  配管
１３，１３０  配管接続部
２３，６７  シール材（シール部）
２５  密閉容器
４７，８１，８５  密閉空間
３７  二酸化炭素濃度検出器の検出器本体（状態変化確認部）
４８  冷媒流路
７７  透明の蓋（状態変化確認部）
８３  密閉空間形成膜（弾性部材，状態変化確認部）
８７  密閉空間形成部
９１  センサ部（冷媒検出部）
【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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