JP7004836B2

JP7004836B2 - 冷凍サイクル装置

Info

Publication number: JP7004836B2
Application number: JP2020547488A
Authority: JP
Inventors: 優作関; 修平冨田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2018-09-18
Filing date: 2018-09-18
Publication date: 2022-01-21
Anticipated expiration: 2038-09-18
Also published as: JPWO2020059006A1; WO2020059006A1

Description

本発明は、冷媒を検知する冷媒漏洩検知手段を備えた冷凍サイクル装置に関するものである。

従来、冷凍サイクル装置として、例えば室外機と室内機とが冷媒配管を介して接続された空気調和機が知られている。例えば特許文献１に開示された空気調和機では、室内機と共に室内空間の天井裏に設置される中間ユニットを備えている。中間ユニットは、略直方体形状の外郭を形成するケーシングユニットを有している。ケーシングユニットは、複数の電動切換弁、熱交換器及び冷媒配管等が収納されたケーシング本体と、該ケーシング本体の背面に固定され、冷媒漏洩検知手段及び電気部品等が設置された電装品箱と、で構成されている。電気品箱の外面には、冷媒漏洩検知手段を配置する近傍に漏洩した冷媒を電気品箱の内部に流入させるスリットが形成されている。

特開２０１６－１９１５０２号公報

特許文献１の空気調和機では、ケーシング本体の外部に漏洩した冷媒を、スリットを介して電装品箱の内部に流入させて検知するので、冷媒を検知するまでに時間がかかる。また、この空気調和機では、漏洩した冷媒が僅かであり、或いは電装品箱の周囲に空気の流れがあると、漏洩した冷媒が電装品箱の内部に流入せず、冷媒漏洩検知手段が冷媒を検知しないおそれがある。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、漏洩した冷媒を迅速に且つ確実に検知することができる冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。

本発明に係る冷凍サイクル装置は、外郭を構成する筐体と、前記筐体の内部に設けられ、冷媒が流れる冷媒配管を有する熱交換器と、前記冷媒配管に対向させて配置された冷媒漏洩検知手段と、を備え、前記冷媒漏洩検知手段は、冷媒を検知する冷媒検知センサと、前記冷媒検知センサを収納するホルダ部材と、を有し、前記冷媒検知センサが前記冷媒配管に対向させて配置され、前記ホルダ部材に取り付けられたホルダ保持部材を介して前記筐体に取り付けられており、前記ホルダ部材は、外方へ突き出す凸部と、前記凸部に設けられたツメ部と、を有し、前記ホルダ保持部材は、前記凸部が嵌め込まれる孔部を有する構成であり、前記ホルダ部材は、前記凸部が前記孔部に嵌め込まれ、前記ツメ部が前記孔部の縁部に掛け留められて、前記ホルダ保持部材に取り付けられているものである。

本発明によれば、筐体の内部に設けられた冷媒配管に冷媒漏洩検知手段を対向させて配置しているので、漏洩した冷媒を迅速に且つ確実に検知することができる。

本発明の実施の形態に係る冷凍サイクル装置の冷媒回路図である。本発明の実施の形態に係る冷凍サイクル装置の室内機を示した外観斜視図である。本発明の実施の形態に係る冷凍サイクル装置の室内機であって、パネル部材を取り外した状態を示した外観斜視図である。本発明の実施の形態に係る冷凍サイクル装置の室内機を右側面側から見た内部構成図である。本発明の実施の形態に係る冷凍サイクル装置の室内機を下面側から見た内部構成図である。本発明の実施の形態に係る冷凍サイクル装置の冷媒漏洩検知手段を示した斜視図である。本発明の実施の形態に係る冷凍サイクル装置の室内機の要部拡大断面図である。本発明の実施の形態に係る冷凍サイクル装置であって、冷媒漏洩検知手段を筐体に取り付ける要領を示した説明図である。本発明の実施の形態に係る冷凍サイクル装置であって、冷媒漏洩検知手段を筐体に取り付けた状態を右側面板の外面側から見た要部拡大図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には、同一符号を付して、その説明を適宜省略又は簡略化する。また、各図に記載の構成について、その形状、大きさ及び配置等は、本発明の範囲内で適宜変更することができる。

実施の形態．
図１は、本発明の実施の形態に係る冷凍サイクル装置の冷媒回路図である。図１に示す実線矢印は、冷房運転時における冷媒の流れを示している。図１に示す破線矢印は、暖房運転時における冷媒の流れを示している。本実施の形態では、冷凍サイクル装置１００の一例として、室外機２００と室内機３００とが、ガス冷媒配管１０６ａと液冷媒配管１０６ｂから成る冷媒配管１０６を介して接続された空気調和機を例に説明する。

室外機２００は、圧縮機１０１、流路切換手段１０２、室外熱交換器１０３、膨張機構１０４を有している。室内機３００は、室内熱交換器１０５を有している。冷凍サイクル装置１００の冷媒回路は、圧縮機１０１、流路切換手段１０２、室外熱交換器１０３、膨張機構１０４及び室内熱交換器１０５を、ガス冷媒配管１０６ａと液冷媒配管１０６ｂにより順次に接続して構成される。なお、冷凍サイクル装置１００は、図示省略の制御部によって制御される。

圧縮機１０１は、吸入した冷媒を圧縮し、高温高圧の状態にして吐出するものである。圧縮機１０１は、一例として、運転容量を可変させることが可能とした構成であり、インバータにより制御されるモータによって駆動される容積式圧縮機である。

流路切換手段１０２は、一例として四方弁であり、冷媒の流路を切り換える機能を有するものである。流路切換手段１０２は、冷房運転時において、圧縮機１０１の冷媒吐出側と室外熱交換器１０３のガス側とを接続するとともに、圧縮機１０１の冷媒吸入側と室内熱交換器１０５のガス側とを接続するように冷媒流路を切り換える。一方、流路切換手段１０２は、暖房運転時において、圧縮機１０１の冷媒吐出側と室内熱交換器１０５のガス側とを接続するとともに、圧縮機１０１の冷媒吸入側と室外熱交換器１０３のガス側とを接続するように冷媒流路を切り換える。

室外熱交換器１０３は、冷房運転時には凝縮器として機能し、圧縮機１０１から吐出された冷媒と空気との間で熱交換を行わせるものである。また、室外熱交換器１０３は、暖房運転時には蒸発器として機能し、膨張機構１０４から流出した冷媒と空気との間で熱交換を行わせるものである。室外熱交換器１０３は、室外送風機によって室外空気を吸い込み、冷媒との間で熱交換した空気を室外に排出する。

膨張機構１０４は、冷媒回路内を流れる冷媒を減圧して膨張させるものであり、一例として開度が可変に制御される電子膨張弁で構成される。

室内熱交換器１０５は、冷房運転時には蒸発器として機能し、膨張機構１０４から流出した冷媒と空気との間で熱交換を行わせるものである。また、室内熱交換器１０５は、暖房運転時には凝縮器として機能し、圧縮機１０１から吐出された冷媒と空気との間で熱交換を行わせるものである。室内熱交換器１０５は、室内送風機によって室内空気を吸い込み、冷媒との間で熱交換した空気を室内に供給する。

次に、図２～図５に基づき、室内機３００の構造を説明する。図２は、本発明の実施の形態に係る冷凍サイクル装置の室内機を示した外観斜視図である。図３は、本発明の実施の形態に係る冷凍サイクル装置の室内機であって、パネル部材を取り外した状態を示した外観斜視図である。図４は、本発明の実施の形態に係る冷凍サイクル装置の室内機を右側面側から見た内部構成図である。図５は、本発明の実施の形態に係る冷凍サイクル装置の室内機を下面側から見た内部構成図である。なお、図４に示した矢印は、空気の流れを示している。

本実施の形態における室内機３００は、図２に示すように、吊りボルト７によって天井に吊り支持された天吊形の室内機である。この室内機３００は、図３～図５に示すように、外郭を構成する筐体１の内部に、冷媒配管１０６と、冷媒配管１０６に接続された室内熱交換器１０５と、室内熱交換器１０５に空気を供給する送風機１０７と、冷媒漏洩検知手段２と、が設けられている。

筐体１は、図２～図４に示すように、箱体からなる本体ケース１０と、本体ケース１０に着脱自在に取り付けられ、本体ケース１０の一部を覆うパネル部材１１と、を有している。本体ケース１０は、天板１０ａと、底板１０ｂと、左側面板（図示省略）、右側面板１０ｃ及び背面板１０ｄで横長の略直方体形状とした構成である。パネル部材１１は、右側面板１０ｃの外面を覆う化粧用の右側面パネル１１ａと、左側面板の外面を覆う化粧用の左側面パネル１１ｂと、を有している。右側面パネル１１ａは、図３及び図５に示すように、右側面板１０ｃに着脱自在に取り付けられている。また、左側面パネル１１ｂは、左側面板に着脱自在に取り付けられている。

図２～図４に示すように、筐体１には、前面側に空気を吹き出す吹出口１３が形成され、背面側の下面に室内空気を吸い込む吸込口１２が形成されている。吹出口１３には、風向きを調整する風向き板１４が設けられている。吸込口１２には、塵埃等を除去するフィルタ１２ａが設けられている。

図３に示すように、右側面板１０ｃには、吊りボルト７を取り付けるための据付金具７ａが取り付けられている。また、右側面板１０ｃには、風向き板１４を駆動させるためのモータ１４ａが取り付けられている。右側面板１０ｃから露出した据付金具７ａ及びモータ１４ａは、外部から見えないように右側面パネル１１ａによって覆われている。なお、図示することは省略したが、左側面板にも、吊りボルト７の下端を取り付けるための据付金具７ａと、風向き板１４を駆動させるためのモータ１４ａと、が設けられている。

図４に示すように、筐体１の内部には、吸込口１２側の空間Ａと吹出口１３側の空間Ｂとに風路９を設けて仕切る仕切部材１５が設けられている。吸込口１２から吸い込まれた一次空気と、吹出口１３から吹き出される二次空気とがバイパスしないように仕切るためである。吸込口１２側の空間Ａには、送風機１０７が配置されている。吹出口１３側の空間Ｂには、室内熱交換器１０５及び冷媒漏洩検知手段２が配置されている。

室内熱交換器１０５は、図４及び図５に示すように、一例として冷媒配管１０６を流れる冷媒とフィンを通過する空気との間で熱交換ができるようなプレートフィンアンドチューブ型熱交換器である。冷媒配管１０６は、冷媒を分配する分配管８を有している。室内熱交換器１０５は、熱交換効率を高めるために、仕切部材１５の下部付近から筐体１の前面上部に向かって斜めに配置されている。なお、図示することは省略したが、室内熱交換器１０５の下方には、ドレン水を受け止めるドレンパンが設けられている。

送風機１０７は、吸込口１２から吸い込んだ空気を室内熱交換器１０５に通過させて吹出口１３から吹き出すように空気の流れを発生させるものである。送風機１０７は、吸込口１２の上方に配置され、図示省略の電動機によって駆動される。送風機１０７は、一例としてシロッコファンを用いており、図５に示すように、筐体１の左右方向に４個並べて配置されている。

室内機３００は、図４に示すように、制御部からの指令により電動機が駆動されると、送風機１０７が回転し、吸込口１２から室内の空気が吸い込まれる。吸い込まれた空気は、フィルタ１２ａを通過する過程で空気の塵埃等が濾過され、筐体１内に設けられた室内熱交換器１０５に向かって送風される。室内熱交換器１０５を通過する過程で所定の温度に調整された空気は、吹出口１３から室内に吹き出される。吹出口１３から室内に吹き出される空気の方向は、図２及び図３に示す風向き板１４によって調整される。

次に、図６～図９に基づいて、冷媒漏洩検知手段２の構成を説明する。図６は、本発明の実施の形態に係る冷凍サイクル装置の冷媒漏洩検知手段を示した斜視図である。図７は、本発明の実施の形態に係る冷凍サイクル装置の室内機の要部拡大断面図である。図８は、本発明の実施の形態に係る冷凍サイクル装置であって、冷媒漏洩検知手段を筐体に取り付ける要領を示した説明図である。図９は、本発明の実施の形態に係る冷凍サイクル装置であって、冷媒漏洩検知手段を筐体に取り付けた状態を右側面板の外面側から見た要部拡大図である。

冷媒漏洩検知手段２は、図６及び図７に示すように、冷媒配管１０６から漏洩した冷媒を検知する冷媒検知センサ３と、冷媒検知センサ３を収納するホルダ部材４と、を有している。冷媒漏洩検知手段２は、冷媒検知センサ３が冷媒配管１０６の分配管８に対向させて配置され、ホルダ部材４に取り付けられたホルダ保持部材５を介して筐体１に取り付けられている。具体的には、冷媒漏洩検知手段２は、図７及び図８に示すように、右側面板１０ｃに形成された開口部１６にホルダ部材４の一部が嵌め込まれ、筐体１の吹出口１３側の空間Ｂと、右側面板１０ｃ及び右側面パネル１１ａによって囲まれた空間Ｃと、に跨がって配置されている。なお、室内機３００は、運転時に冷媒配管１０６から冷媒が漏洩した場合、仕切部材１５によって仕切られた吹出口１３側の空間Ｂに冷媒が充満し、漏洩した冷媒が蓄積する。冷媒漏洩検知手段２は、漏洩した冷媒を迅速に検知するため、吸込口１２側の空間Ａではなく、吹出口１３側の空間Ｂに配置している。また、冷媒漏洩検知手段２は、筐体１の内部に配設した冷媒配管１０６に冷媒検知センサ３を対向させて配置してもよい。

ホルダ部材４には、図６に示すように、ホルダ部材４の外部と内部とを連通させるスリット４０が形成されている。ホルダ部材４は、図７に示すように、筐体１の吹出口１３側の空間Ｂに、スリット４０を有する外面が配置される。ホルダ部材４の内部に収納された冷媒検知センサ３は、スリット４０を通じて冷媒配管１０６から漏洩した冷媒を検知する。また、ホルダ部材４は、スリット４０とは反対側の外面から外方へ突き出す直方体形状の凸部４１と、凸部４１の上面及び下面に設けられた一対のツメ部４２と、を有している。図６に示すように、ホルダ部材４の凸部４１を形成した位置には、冷媒検知センサ３のリード線２０を通すための孔部４３が形成されている。

ホルダ保持部材５は、図８に示すように、右側面板１０ｃに対向する側に開口面を有する箱形状ある。開口面は、右側面板１０ｃに形成された開口部１６とほぼ同じ大きさである。図８に示すホルダ保持部材５は、一例として鋼板を折り曲げて直方体形状とした構成であるが、これに限定されず、例えば鋼板又は合成樹脂材をＵ字状に成形した構成でもよいし、その他の形状又は材質でもよい。

ホルダ保持部材５には、図８及び図９に示すように、ホルダ部材４の凸部４１が嵌め込まれる孔部５ａが形成されている。ホルダ部材４は、右側面板１０ｃ及び右側面パネル１１ａによって囲まれた空間Ｃに配置される部分がホルダ保持部材５の内部に収納され、凸部４１が孔部５ａに嵌め込まれ、ツメ部４２が孔部５ａの縁部に掛け留められて、ホルダ保持部材５に取り付けられている。

ホルダ保持部材５は、開口面の縁部から外方へ突き出すフランジ部５０が形成されている。フランジ部５０は、図示例の場合、開口面の４つの縁辺のうち一の対向する縁辺に形成されている。各フランジ部５０には、ネジ部材６の軸部を通す孔部５０ａが２つ形成されている。なお、右側面板１０ｃにも、各フランジ部５０の孔部５０ａと共通する位置に孔部１７が形成されている。

冷媒漏洩検知手段２を筐体１の内部に設置するには、先ず、ホルダ部材４の凸部４１をホルダ保持部材５の孔部５ａに嵌め込み、ツメ部４２を孔部５ａの縁部に掛け留めて、ホルダ部材４をホルダ保持部材５に取り付ける。次に、図８に示すように、右側面板１０ｃに形成された開口部１６にホルダ部材４を嵌め込み、図９に示すように、ホルダ保持部材５のフランジ部５０を右側面板１０ｃに当接させる。そして、フランジ部５０の孔部５０ａと右側面板１０ｃの孔部１７とにネジ部材６の軸部を共通に通して締結する。最後に、本体ケース１０に右側面パネル１１ａを取り付けて右側面板１０ｃの外面を右側面パネル１１ａで覆う。

冷媒漏洩検知手段２を筐体１から取り外す場合には、図５に示すように、右側面パネル１１ａを本体ケース１０から取り外し、ネジ部材６の締結状態を解除してホルダ保持部材５を右側面板１０ｃから取り外すことにより行われる。

以上のように、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置１００は、外郭を構成する筐体１と、筐体１の内部に設けられ、冷媒が流れる冷媒配管１０６を有する室内熱交換器１０５と、冷媒配管１０６に対向させて配置された冷媒漏洩検知手段２と、を備えている。つまり、冷凍サイクル装置１００は、冷媒配管１０６に対向させて設けた冷媒漏洩検知手段２によって、冷媒配管１０６から漏洩した冷媒が僅かであっても迅速且つ確実に検知することができる。

また、冷媒配管１０６は、冷媒を分配する分配管８を含んでいる。冷媒漏洩検知手段２は、分配管８に対向させて配置されている。よって、冷凍サイクル装置１００は、冷媒の漏洩源となりやすい分配管８の接続部分に対応して冷媒漏洩検知手段２を設けているので、漏洩した冷媒を検知する精度を高めることができる。

また、冷媒漏洩検知手段２は、冷媒を検知する冷媒検知センサ３と、冷媒検知センサ３を収納するホルダ部材４と、を有し、冷媒検知センサ３が冷媒配管１０６に対向させて配置され、ホルダ部材４に取り付けられたホルダ保持部材５を介して筐体１に取り付けられている。よって、冷凍サイクル装置１００は、冷媒漏洩検知手段２の取り付け状態の安定性を高めることができるので、不用意に位置ずれを起こすことがなく、冷媒配管１０６から漏洩した冷媒を確実に検知することができる。

また、ホルダ部材４は、外方へ突き出す凸部４１と、凸部４１に設けられたツメ部４２と、を有している。ホルダ保持部材５は、凸部４１が嵌め込まれる孔部５ａを有する構成である。ホルダ部材４は、凸部４１が孔部５ａに嵌め込まれ、ツメ部４２が孔部５ａの縁部に掛け留められて、ホルダ保持部材５に取り付けられている。つまり、冷凍サイクル装置１００は、冷媒漏洩検知手段２がホルダ保持部材５にしっかりと固定されて筐体１に取り付けられているので、冷媒漏洩検知手段２の取り付け状態の安定性を高めることができる。よって、冷凍サイクル装置１００は、冷媒漏洩検知手段２が不用意に位置ずれを起こすことがないので、冷媒配管１０６から漏洩した冷媒を検知する精度を高めることができる。

筐体１は、箱体からなる本体ケース１０と、本体ケース１０に着脱自在に取り付けられ、本体ケース１０の一部を覆うパネル部材１１と、を有している。ホルダ保持部材５は、本体ケース１０とパネル部材１１によって囲まれた空間Ｃに配置されて、本体ケース１０に取り付けられている。よって、冷凍サイクル装置１００は、パネル部材１１を本体ケース１０から取り外し、露出したホルダ保持部材５を本体ケース１０から取り外すだけで、冷媒漏洩検知手段２を容易に交換することができるので、メンテナンス等における作業性を向上させることができる。

また、冷凍サイクル装置１００は、室内熱交換器１０５に空気を供給する送風機１０７を更に備えている。筐体１には、前面側に空気を吹き出す吹出口１３が形成され、背面側に空気を吸い込む吸込口１２が形成されており、内部を吹出口１３側の空間Ｂと吸込口１２側の空間Ａとに風路９を設けて仕切る仕切部材１５が設けられ、吹出口１３側の空間Ｂに室内熱交換器１０５及び冷媒漏洩検知手段２が配置され、吸込口１２側の空間Ａに送風機１０７が配置されている。よって、冷凍サイクル装置１００は、吸込口１２から吸い込まれた一次空気と、吹出口１３から吹き出される二次空気とがバイパスする事態を抑制することができる。また、冷凍サイクル装置１００は、吹出口１３側の空間Ｂに充満し、蓄積した冷媒を迅速に検知できる。

以上に本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上述した実施の形態の構成に限定されるものではない。冷凍サイクル装置１００は、空気調和機を例に説明したが、これに限定するものではなく、例えば冷蔵装置、冷凍装置、換気装置等、筐体１の内部に冷媒配管１０６が設けられた構造であれば適用することができる。また、室内機３００は、図示した天吊形に限定されず、例えば壁掛け型でもよい。また、ホルダ部材４に形成した凸部４１は、図示した直方体形状に限定されず、他の形状でもよい。更に、ツメ部４２も、図示した構成に限定されない。要するに、本発明は、その技術的思想を逸脱しない範囲において、当業者が通常に行う設計変更及び応用のバリエーションの範囲を含むものである。

１筐体、２冷媒漏洩検知手段、３冷媒検知センサ、４ホルダ部材、５ホルダ保持部材、５ａ孔部、６ネジ部材、７吊りボルト、７ａ据付金具、８分配管、９風路、１０本体ケース、１０ａ天板、１０ｂ底板、１０ｃ右側面板、１０ｄ背面板、１１パネル部材、１１ａ右側面パネル、１１ｂ左側面パネル、１２吸込口、１２ａフィルタ、１３吹出口、１４風向き板、１４ａモータ、１５仕切部材、１６開口部、１７孔部、２０リード線、４０スリット、４１凸部、４２ツメ部、４３孔部、５０フランジ部、５０ａ孔部、１００冷凍サイクル装置、１０１圧縮機、１０２流路切換手段、１０３室外熱交換器、１０４膨張機構、１０５室内熱交換器、１０６冷媒配管、１０６ａガス冷媒配管、１０６ｂ液冷媒配管、１０７送風機、２００室外機、３００室内機。

Claims

外郭を構成する筐体と、
前記筐体の内部に設けられ、冷媒が流れる冷媒配管を有する熱交換器と、
前記冷媒配管に対向させて配置された冷媒漏洩検知手段と、を備え、
前記冷媒漏洩検知手段は、冷媒を検知する冷媒検知センサと、前記冷媒検知センサを収納するホルダ部材と、を有し、前記冷媒検知センサが前記冷媒配管に対向させて配置され、前記ホルダ部材に取り付けられたホルダ保持部材を介して前記筐体に取り付けられており、
前記ホルダ部材は、外方へ突き出す凸部と、前記凸部に設けられたツメ部と、を有し、
前記ホルダ保持部材は、前記凸部が嵌め込まれる孔部を有する構成であり、
前記ホルダ部材は、前記凸部が前記孔部に嵌め込まれ、前記ツメ部が前記孔部の縁部に掛け留められて、前記ホルダ保持部材に取り付けられている、冷凍サイクル装置。
前記冷媒配管は、冷媒を分配する分配管を含み、
前記冷媒漏洩検知手段は、前記分配管に対向させて配置されている、請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
前記筐体は、箱体からなる本体ケースと、前記本体ケースに着脱自在に取り付けられ、該本体ケースの一部を覆うパネル部材と、を有しており、
前記冷媒漏洩検知手段は、前記本体ケースに形成された開口部に嵌め込まれており、
前記ホルダ保持部材は、前記本体ケースと前記パネル部材によって囲まれた空間に配置されて、前記本体ケースに取り付けられている、請求項１又は２に記載の冷凍サイクル装置。
前記熱交換器に空気を供給する送風機を更に備えており、
前記筐体には、前面側に空気を吹き出す吹出口が形成され、背面側に空気を吸い込む吸込口が形成されており、内部を吹出口側の空間と吸込側の空間とに風路を設けて仕切る仕切部材が設けられ、前記吹出口側の空間に前記熱交換器及び前記冷媒漏洩検知手段が配置され、前記吸込側の空間に前記送風機が配置されている、請求項１～３のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。