特開 2022-179852 冷媒漏洩検知装置および冷媒漏洩検知方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022179852

(43)【公開日】2022-12-06

(54)【発明の名称】冷媒漏洩検知装置および冷媒漏洩検知方法

(51)【国際特許分類】

   G01M 3/16 20060101AFI20221129BHJP

   F25B 49/02 20060101ALI20221129BHJP

【ＦＩ】

G01M3/16 F

F25B49/02 520M

【審査請求】未請求

【請求項の数】18

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021086620

(22)【出願日】2021-05-24

(71)【出願人】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000236056

【氏名又は名称】三菱電機ビルソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001461

【氏名又は名称】弁理士法人きさ特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】山田 翔太

(72)【発明者】

【氏名】生沼 学

(72)【発明者】

【氏名】野村 亜加音

(72)【発明者】

【氏名】太田 幸治

(72)【発明者】

【氏名】近藤 正樹

(72)【発明者】

【氏名】谷口 勝也

【テーマコード（参考）】

2G067

【Ｆターム（参考）】

2G067AA12

2G067BB23

2G067CC01

2G067DD25

(57)【要約】

【課題】環境因子の影響を低減して誤検知を防ぐことができる冷媒漏洩検知装置および冷媒漏洩検知方法を提供する。
【解決手段】冷媒の流通方向に沿って延びる冷媒管の外周に設けられた断熱材の外周に配置された第１電極と、第１電極と冷媒の流通方向に離隔して、断熱材の外周に配置された第２電極と、第１電極と冷媒管との間の第１電極静電容量、および、第２電極と冷媒管との間の第２電極静電容量に基づいて冷媒の漏洩の検出をおこなう検出部と、を備えたものである。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

冷媒の流通方向に沿って延びる冷媒管の外周に設けられた断熱材の外周に配置された第１電極と、
前記第１電極と前記冷媒の流通方向に離隔して、前記断熱材の外周に配置された第２電極と、
前記第１電極と前記冷媒管との間の第１電極静電容量、および、前記第２電極と前記冷媒管との間の第２電極静電容量に基づいて前記冷媒の漏洩の検出をおこなう検出部と、
を備えた冷媒漏洩検知装置。

【請求項2】

前記第１電極静電容量および前記第２電極静電容量を測定する静電容量計測部を更に有する請求項１に記載の冷媒漏洩検知装置。

【請求項3】

前記第１電極と前記第２電極とは、前記静電容量計測部に接続されており、前記第１電極と前記冷媒管との間の静電容量と、前記第２電極と前記冷媒管との間の静電容量と、が交互に測定される請求項２に記載の冷媒漏洩検知装置。

【請求項4】

前記静電容量計測部は、静電容量に影響を及ぼす環境要因の変化時間よりも短い時間で、前記第１電極静電容量と、前記第２電極静電容量と、を測定する請求項２又は請求項３に記載の冷媒漏洩検知装置。

【請求項5】

前記静電容量計測部に接続され、前記第１電極静電容量と、前記第２電極静電容量と、の測定値を記憶するメモリを備えた静電容量演算部を更に備え、
前記静電容量演算部は、前記第１電極静電容量と、前記第２電極静電容量と、の前記測定値の関係を演算する請求項２～請求項４のいずれか一項に記載の冷媒漏洩検知装置。

【請求項6】

前記検出部は、前記第１電極静電容量と、前記第２電極静電容量と、の関係を演算により求めた演算値の増減により、冷媒が漏洩した電極を特定する請求項５に記載の冷媒漏洩検知装置。

【請求項7】

前記静電容量演算部は、前記第１電極静電容量と、前記第２電極静電容量と、の比を演算する請求項５又は請求項６に記載の冷媒漏洩検知装置。

【請求項8】

前記静電容量演算部は、前記第１電極静電容量と、前記第２電極静電容量と、の比の変化速度を演算する請求項５～請求項７のいずれか一項に記載の冷媒漏洩検知装置。

【請求項9】

前記検出部には、前記第１電極静電容量と、前記第２電極静電容量と、の前記比の閾値が記憶されており、
前記静電容量演算部で演算された前記第１電極静電容量と、前記第２電極静電容量と、の前記比が、前記比の閾値を超えた場合に前記検出部により冷媒漏洩が検出される請求項７に記載の冷媒漏洩検知装置。

【請求項10】

前記検出部は、前記第１電極静電容量と、前記第２電極静電容量と、の前記比の変化速度の閾値を設定し、
前記静電容量演算部で演算された前記第１電極静電容量と、前記第２電極静電容量と、の前記比の変化速度が、前記比の変化速度の閾値を超えた場合に冷媒漏洩を検出する請求項８に記載の冷媒漏洩検知装置。

【請求項11】

前記静電容量計測部と前記静電容量演算部と前記検出部とは、前記第１電極および前記第２電極に近接して配置されている請求項５～請求項１０のいずれか一項に記載の冷媒漏洩検知装置。

【請求項12】

前記静電容量計測部と前記静電容量演算部と前記検出部とが一体化した冷媒漏洩検知回路を備えた請求項６～請求項１１のいずれか一項に記載の冷媒漏洩検知装置。

【請求項13】

前記第１電極および前記第２電極は、
冷媒の流れる冷媒管の外表面を覆う断熱材の外表面に、独立して配置されている請求項１～請求項１２のいずれか一項に記載の冷媒漏洩検知装置。

【請求項14】

前記第１電極および前記第２電極は、２つ１組で検知部を構成している請求項１～請求項１３のいずれか一項に記載の冷媒漏洩検知装置。

【請求項15】

前記第１電極および前記第２電極は、前記断熱材の外表面に巻きつけて配置され、前記冷媒管の軸方向に見て環状または円弧状の電極により構成されている請求項１～請求項１４のいずれか一項に記載の冷媒漏洩検知装置。

【請求項16】

前記第１電極および前記第２電極は、可撓性を有する薄膜状の導電性の電極により構成されている請求項１～請求項１５のいずれか一項に記載の冷媒漏洩検知装置。

【請求項17】

前記第１電極および前記第２電極の間に空隙を有する請求項１～請求項１６のいずれか一項に記載の冷媒漏洩検知装置。

【請求項18】

冷媒の流通方向に沿って延びる冷媒管の外周に設けられた断熱材の外周に配置された第１電極と、前記冷媒管との間の第１電極静電容量、および、前記第１電極と前記流通方向に離隔して、前記断熱材の外周に配置される第２電極と、前記冷媒管との間の第２電極静電容量に基づいて前記冷媒管を流通する前記冷媒の漏洩の検出をおこなう検出ステップを有する冷媒漏洩検知方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、冷媒管からの冷媒の漏洩を検知する冷媒漏洩検知装置および冷媒漏洩検知方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年、地球温暖化の影響が強く懸念される中、温室効果の高いフロン等冷媒の大気への漏洩を抑制する動きがある。冷媒の大気への漏洩は、冷凍機および空調機等に封入されている冷媒が廃棄時に回収されないことで大気中に漏洩する場合と、冷凍機または空調機等の使用中に機器の冷媒管等が破損し漏洩する場合とがある。大気中へと漏洩する冷媒量のうち機器の使用中に漏洩する冷媒量は、廃棄時に漏洩する冷媒量に比べて多く、これを抑制することが必要である。そのためには、機器の使用中における冷媒の漏洩を簡易かつ精度よく検知する技術が必要となる。また、冷媒管等が破損し冷媒が漏洩してしまった場合には、該当箇所の修理をしなければ、再度機器を使用することができない。従って、冷媒の漏洩を検知すると同時に冷媒の漏洩箇所も特定できる技術が要求されている。

【0003】

特許文献１には、冷媒管からの冷媒の漏洩を検知する手段として、冷媒管に対してその外表面を覆う断熱材の外周に電極を取り付け、冷媒管と電極との間の静電容量を測定する冷媒漏洩検知装置が開示されている。特許文献１の冷媒漏洩検知装置では、冷媒の漏洩に伴って増加した静電容量が、閾値を超えた場合に、冷媒の漏洩が検知される。

【0004】

また、冷媒管近傍に二つのセンサを配置し、センサを構成する二枚の板状電極の間に冷媒の漏洩に伴う冷媒を含む流体を捉え、静電容量の変化またはインピーダンスの変化から冷媒の漏洩を検知する技術も知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１８－１７３２５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１のような技術においては、冷媒の漏洩に伴う静電容量の変化を捉え冷媒の漏洩を検知する。特許文献１に記載の冷媒漏洩検知装置は、屋内に取り付けられた場合、空調機の動作状況または季節の変化により温度および湿度の変化に晒される。また、特許文献１に記載の冷媒漏洩検知装置は、屋内に限らず屋外への取り付けも想定されるが、この場合、屋内よりもさらに温度および湿度などの環境因子の変化に晒されることとなる。また、冷媒管を流れる冷媒の温度は外気温と異なるため、機器の動作状況によって冷媒の温度に差異が生じる。また、温度変化により湿度の変動が発生する。これらの環境因子の変化は、部材の寸法の微小な増減、誘電率の変動または電気備品の特性の変動をもたらし、測定される静電容量の値が変動することとなる。冷媒の漏洩に伴う静電容量の変化は微小であるため、特許文献１に記載の手法では、環境因子による静電容量の変化によって冷媒の漏洩を誤検知することがある。

【0007】

そこで、本開示は環境因子の影響を低減して誤検知を防ぐことができる冷媒漏洩検知装置および冷媒漏洩検知方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本願に開示される冷媒漏洩検知装置は、冷媒の流通方向に沿って延びる冷媒管の外周に設けられた断熱材の外周に配置された第１電極と、前記第１電極と前記冷媒の流通方向に離隔して、前記断熱材の外周に配置された第２電極と、前記第１電極と前記冷媒管との間の第１電極静電容量、および、前記第２電極と前記冷媒管との間の第２電極静電容量に基づいて前記冷媒の漏洩の検出をおこなう検出部と、を備えたものである。

【0009】

また、本願に開示される冷媒漏洩検知方法は、冷媒の流通方向に沿って延びる冷媒管の外周に設けられた断熱材の外周に配置された第１電極と、前記冷媒管との間の第１電極静電容量、および、前記第１電極と前記流通方向に離隔して、前記断熱材の外周に配置される第２電極と、前記冷媒管との間の第２電極静電容量に基づいて前記冷媒管を流通する前記冷媒の漏洩の検出をおこなう検出ステップを有する。

【発明の効果】

【0010】

本開示に係る冷媒漏洩検知装置によれば、冷媒管を覆う断熱材に配置された第１電極と冷媒管間の第１電極静電容量と、冷媒管を覆う断熱材に配置された第２電極と冷媒管間の第２電極静電容量と、に基づいて冷媒漏洩を検出する検出部を備える。このため、冷媒の漏洩の検出における環境因子の影響を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施の形態１に係る冷媒漏洩検知装置を示す構成図である。

【図2】実施の形態１に係る冷媒漏洩検知装置の設置の変形例１を示す模式図である。

【図3】実施の形態１に係る冷媒漏洩検知装置の設置の変形例２を示す模式図である。

【図4】実施の形態１に係る冷媒漏洩検知装置の冷媒管の長手方向に対して垂直な面を示す模式図である。

【図5】実施の形態１に係る冷媒漏洩検知装置の静電容量計測部の回路構成を示す回路図である。

【図6】実施の形態１に係る冷媒漏洩検知装置による冷媒漏洩検知方法のフローチャートである。

【図7】実施の形態１に係る冷媒漏洩検知装置の静電容量計測部から取得した第１電極静電容量、および、第２電極静電容量の計測値の一例を示すグラフである。

【図8】実施の形態２に係る冷媒漏洩検知装置を示す構成図である。

【図9】実施の形態２に係る冷媒漏洩検知装置による冷媒漏洩検知方法のフローチャートである。

【図10】実施の形態２に係る冷媒漏洩検知装置の静電容量計測部５から取得した第１電極静電容量および第２電極静電容量の計測値の一例を示すグラフである。

【図11】図１０の計測値を静電容量演算部にて演算した演算値を示すグラフである。

【図12】実施の形態２に係る冷媒漏洩検知装置において、静電容量計測部と、静電容量演算部と、検出部とが一体化された構成を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、添付図面を参照して、本願が開示する冷媒漏洩検知装置の実施の形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態は一例であり、これらの実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

【0013】

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る冷媒漏洩検知装置１００を示す構成図である。図１に示すように、実施の形態１の冷媒漏洩検知装置１００は、検知部３と、静電容量計測部５と、検出部６とを有する。検知部３は、冷媒管１を覆う断熱材２の外表面に配置された第１電極４ａと、断熱材２の外表面に第１電極４ａと独立して配置された第２電極４ｂとを備えている。静電容量計測部５は、冷媒管１と検知部３との間の静電容量を計測する。検出部６は、第１電極４ａと冷媒管１間の静電容量と、第２電極４ｂと冷媒管１間の静電容量と、に基づいて冷媒漏洩を検出する。以下、第１電極４ａおよび第２電極４ｂを総称するときには単に電極４と称する場合がある。

【0014】

冷媒漏洩検知装置１００は、冷凍機または空調機等の冷凍サイクル装置に設けられた冷媒管１に取り付けられるものである。冷媒管１は、内部に冷媒が流通する。冷媒管１は、金属製の円管から構成されている。冷媒管１の外周には、冷媒管１の外表面を覆う断熱材２が設けられている。冷媒管１を構成する金属としては、例えば銅が用いられる。冷媒管１の内部を流れる冷媒と、冷媒管１の周囲の気温との間には、温度差が生じる。特に、冷媒管１が屋外に配置されている場合には、冷媒管１が屋内に配置されている場合に比べて、冷媒管１の内部を流れる冷媒と、冷媒管１の周囲の気温との温度差が増大する。冷媒管１を覆う断熱材２は、当該温度差を考慮し、周囲の気温によって冷媒管１内の冷媒の温度が変化することを抑制する目的で設けられている。冷媒管１は、予め断熱材２に覆われた状態で市販されている場合もある。断熱材２を構成する材質としては、例えば発泡ポリエチレンが用いられる。なお、以下の説明においては、図１に示すように、冷媒管１を基準にして、他の部材についても、冷媒管１が延びる方向を「長手方向Ｌ」と呼び、「長手方向Ｌ」に直交する冷媒管１の径方向Ｒを「径方向Ｒ」と呼ぶこととする。

【0015】

電極４は冷媒の流れる冷媒管１と、冷媒管１の外表面を覆う断熱材２の外周に取り付けられている。電極４は、導電体である。電極４は、それぞれ、金属製の冷媒管１との間に、誘電体である断熱材２を挟む構成であり、これにより、冷媒管１との間でコンデンサを形成している。冷媒管１から冷媒が漏洩すると、液体状の冷媒、または、冷媒と冷凍機油との混合流体は、電極４と冷媒管１との間の空間に侵入する。電極４は、電極４と冷媒管１との間の空間に侵入した冷媒による電極４と冷媒管１との間の静電容量の変化を検出するものである。

【0016】

電極４は、例えばアルミニウム薄板、ステンレス薄板または銅薄板などを選択できる。電極４としてアルミニウムを用いた場合には、冷媒漏洩検知装置１００が軽量かつ安価で加工性が良好になる。電極４としてステンレスを用いた場合には、冷媒漏洩検知装置１００の耐食性が良好になる。電極４として銅を用いた場合には、導電性が良好になるため、静電容量の変化が正確に検知される。また、電極４は、断熱材２表面上に配置できるものであれば、その形状や取り付けの方法は問わない。電極４は、一枚の金属板を断熱材２表面に巻き付けたものでよい。この場合、電極４は、冷媒管１の軸方向に見て環状または円弧状を有する。電極４は、例えば、断熱材２上に導電性のペーストを直接塗布して硬化させたものでもよい。この場合、電極４は、冷媒管１、または、断熱材２の寸法の影響を受けず、且つ、容易に備え付けることができる。電極４は、例えば、絶縁体上に貼り付けた導電体層、または、絶縁体上に蒸着あるいは塗布された導電体層を有するものであってもよい。電極４として、例えば、薄い絶縁体フィルム上に金属箔を張り付けた場合には、金属薄板で形成された電極４よりも柔らかく取り付け性を向上できる。また、絶縁体フィルムは、金属箔を保護する効果を期待でき、より長期間劣化しない電極４を実現できる。ただし、電極４と断熱材２表面との間には、隙間がないようにすることが好ましい。電極４は、断熱材２の外周表面を一周するように取り付けられていることが好ましい。これは、原理上、冷媒漏洩検知装置１００は、冷媒が漏洩した際に電極４と冷媒管１との間の空間に侵入した冷媒による静電容量の増加を検出するものであるため、冷媒管１を一周させるように電極４を配置することで確実に静電容量の変化を検出できるからである。

【0017】

なお、電極４は、例えば、可撓性を有する薄膜状の金属板から構成してもよい。この場合、電極４は、断熱材２に隙間がないように巻きつけ、導電性のテープ、または、接着材で固定することで、電極４を断熱材表面に密着させて配置すればよい。電極４と断熱材２との間の隙間を排除することで、空調機器の運転状態において、冷媒管１の振動に伴って電極４が振動しても電極４と冷媒管１との距離が変化しにくくなるため、ノイズ要因となる静電容量の変動が抑制され、誤検知が防止される。

【0018】

電極４を構成する第１電極４ａと第２電極４ｂとは、冷媒管１を覆う断熱材２の表面に配置されている。第１電極４ａと第２電極４ｂとは、独立して配置されている。つまり、第１電極４ａと第２電極４ｂとは、互いに電気的に接続されておらず絶縁されている。第１電極４ａと第２電極４ｂとは、隙間を有し、独立して配置されている。第１電極４ａと第２電極４ｂとは、交互に充電され、第１電極４ａと冷媒管１間の静電容量と、第２電極４ｂと冷媒管１間の静電容量とが、独立して測定される。第１電極４ａと第２電極４ｂとは、冷媒管１が延びる方向に沿って配置されている。第１電極４ａと第２電極４ｂとは、例えば、冷媒管１が直線上に延びている場合、冷媒管１の長手方向Ｌに配置されている。

【0019】

図２は、実施の形態１に係る冷媒漏洩検知装置１００の設置の変形例１を示す模式図である。図２に示すように、冷媒漏洩検知装置１００の設置の変形例１において、第１電極４ａおよび第２電極４ｂは、Ｌ字状の冷媒管１に取り付けられており、第１電極４ａおよび第２電極４ｂの長手方向Ｌが互いに直交する方向に配置されている。

【0020】

図３は、実施の形態１に係る冷媒漏洩検知装置１００の設置の変形例２を示す模式図である。図３に示すように、冷媒漏洩検知装置１００の設置の変形例２において、第１電極４ａおよび第２電極４ｂは、Ｕ字状の冷媒管１に取り付けられており、互いに対向するように配置されている。第１電極４ａおよび第２電極４ｂの長手方向Ｌは、それぞれ平行に延びている。第１電極４ａおよび第２電極４ｂの配置の態様は、図１～図３の配置の態様に限定されず、冷媒管１の形状に合わせて適宜変更し得る。

【0021】

静電容量計測部５および検出部６は、例えば、制御装置５０に設けられている。制御装置５０は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）ともいう）により構成されている。制御装置５０は、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリー、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）等により構成されたメモリを有している。制御装置５０は、メモリに格納されたプログラムにより処理を実現する。

【0022】

静電容量計測部５は、１対の端子５ａによりそれぞれ冷媒管１と電極４とに電気的に接続されている。各端子は、例えば、ピンから構成されている。静電容量計測部５は、端子５ａにより接続された電極４と冷媒管１との間の静電容量を計測する。静電容量計測部５は、電極４に近接した位置に配置されている。

【0023】

静電容量計測部５と冷媒管１とを接続する端子５ａから延びる配線、および、静電容量計測部５と電極４とを接続する端子５ａから延びる配線は、可能な限り短いことが望ましい。静電容量計測部５が計測する静電容量には、配線が有する浮遊容量も含まれているが、冷媒の漏洩の検知において、配線の浮遊容量は不要であるからである。また、配線が長くなると、配線を通じた電磁ノイズなどの影響を受けやすいからである。静電容量計測部５と、電極４とが、配線を短縮できる位置に配置されることで、誤検知の要因となる配線の浮遊容量および電磁ノイズを低減できる。ただし、静電容量計測部５と電極４とは、静電容量計測部５と電極４とが直接接触しないように、離間して配置される。静電容量計測部５の本体と電極４とが離間することで、静電容量計測部５の本体と電極４とで導通することによる静電容量への影響が防止され、冷媒の漏洩の誤検出が低減される。

【0024】

静電容量計測部５は、例えば、静電容量計測部５と電極４とが重ならないように、冷媒管１の長手方向Ｌに沿って、電極４の設置位置から冷媒の流通方向の上流方向または下流方向のいずれかにシフトした位置に配置されているとよい。また、静電容量計測部５は、断熱材２の上から、冷媒管１および断熱材２に固定するように配置して取り付けられていることが好ましい。静電容量計測部５が断熱材２の外表面に配置されることで、断熱材２を取り外す必要なく冷媒漏洩を検知できる。

【0025】

検出部６は、静電容量計測部５と電気的に接続されている。検出部６は、静電容量計測部５より得られた第１電極４ａと冷媒管１との間の静電容量と、第２電極４ｂと冷媒管１との間の静電容量と、を比較し冷媒漏洩を検出する。

【0026】

次に、実施の形態１に係る冷媒漏洩検知装置１００が、冷媒漏洩を検知する動作原理について、図４を用いて説明する。図４は、実施の形態１に係る冷媒漏洩検知装置１００の冷媒管１の長手方向Ｌに対して垂直な面を示す模式図である。金属製の冷媒管１の内部には、冷媒と冷凍機油とが混合した流体が流れている。冷媒管１と断熱材２と電極４とは、コンデンサを形成している。つまり、冷媒管１と断熱材２と第１電極４ａとから第１コンデンサＣ１が形成され、冷媒管１と断熱材２と第２電極４ｂとから第２コンデンサＣ２が形成されている。

【0027】

図４に示すように、冷媒管１と断熱材２との間には、わずかな空隙１４が生じている。従って、電極４と空隙１４との間と、空隙１４と冷媒管１との間にコンデンサが生じており、これら２つのコンデンサは直列接続されたものとして考えることができる。このとき、空隙１４の径方向Ｒの幅ｇが、冷媒管１の外周全体において一様であると仮定すると、コンデンサの静電容量Ｃは、電極４と空隙１４との間の静電容量Ｃ_ｉｎｓと空隙１４と冷媒管１との間の静電容量Ｃ_ｇａｐとの合成である静電容量となる。従って、静電容量は、下記の数１～数３で表される。

【0028】

【数1】

【数2】

【数3】

【0029】

ここで、ε_０は空気の誘電率、ε_ｉｎｓは断熱材２の比誘電率、Ｌは電極４の長手方向Ｌの幅、Ｄ_１は冷媒管１の外径、Ｄ_２は電極４の内径、ｇは空隙１４の径方向Ｒの幅である。

【0030】

経年劣化等の要因で冷媒管１にピンホールまたは亀裂が生じ、冷媒の漏洩が発生すると、冷媒もしくは冷凍機油などの流体が冷媒管１から流出し、冷媒管１と電極４との間に流入する。冷媒管１と電極４との間に流入する冷媒もしくは冷凍機油などの流体の比誘電率は、空気の誘電率よりも大きい。そのため、この流体が冷媒管１と断熱材２との間の空隙１４に溜まると、冷媒管１と空隙１４との間の静電容量Ｃ_ｇａｐが増加し、それに伴い冷媒管１と断熱材２と電極４との間の静電容量Ｃが増加する。そして、検出部６において、静電容量計測部５より得られた静電容量Ｃに基づいて冷媒の漏洩の有無が判定される。

【0031】

次に、静電容量計測部５の構成および動作について説明する。

【0032】

図５は、実施の形態１に係る冷媒漏洩検知装置１００の静電容量計測部５の回路構成を示す回路図である。図５に示すように、静電容量計測部５は、充放電回路１１と、カウンター回路１２と、カウント計測部１３とを備えている。

【0033】

充放電回路１１は、電源９と、第１スイッチ１０ａと、第２スイッチ１０ｂとを有している。電源９は、定電流源である。第１スイッチ１０ａの一端は電源９に接続され、他端は第１電極４ａに接続されている。第１スイッチ１０ａ側には、第１コンデンサＣ１が形成され、第１電極静電容量８ａを有している。第２スイッチ１０ｂの一端は電源９に接続され、他端は第２電極４ｂに接続されている。第２スイッチ１０ｂ側には、第２コンデンサＣ２が形成され、第２電極静電容量８ｂが生じている。第１スイッチ１０ａと第２スイッチ１０ｂとは、接続点で接続されている。第１電極４ａおよび第２電極４ｂの他端は、第１コンデンサＣ１および第２コンデンサＣ２を介し、冷媒管１に接続されている。冷媒管１は、接地されている。

【0034】

充放電回路１１は、電極４の電圧値に応じて、第１スイッチ１０ａおよび第２スイッチ１０ｂのいずれか一方がＯＮになり、他方がＯＦＦになるように動作する。第１スイッチ１０ａがＯＮで、第２スイッチ１０ｂがＯＦＦとなっている場合は、電源９から出力された電流により、第１コンデンサＣ１が充電されて第１電極４ａの電圧が増加する。この状態を第１の状態と呼ぶ。一方、第１スイッチ１０ａがＯＦＦで、第２スイッチ１０ｂがＯＮとなっている場合は、電源９から出力された電流により、第２コンデンサＣ２が充電されて第２電極４ｂの電圧が増加する。この状態を第２の状態と呼ぶ。充放電回路１１において、第１の状態と第２の状態とが交互に切り替わることで、電極４の電圧は予め設定された範囲内に維持される。また、第１の状態と第２の状態とが切り替わる時間は、静電容量に影響を及ぼす環境因子が変化する時間より短いことが望ましい。

【0035】

環境因子が変化する時間とは、例えば、後述の環境因子が一定の変動幅を超えて変化した場合、当該変化に要すると考えられる時間である。環境因子が変化する時間は、冷凍機または空調機等の冷凍サイクル装置の動作状況、季節毎の温度および湿度の変動、冷媒管１を流れる冷媒と外気との温度差、機器の動作状況の変化による冷媒の温度差、外気の温度変化による湿度の変動などから決定される。

【0036】

カウンター回路１２は、予め設定された一定期間の間に、第１スイッチ１０ａがＯＮになった回数をカウントする。一定期間は、少なくとも環境因子が変化する時間よりも長い期間である。カウンター回路１２でカウントされるカウント数は、冷媒管１と電極４との間に生じるコンデンサの静電容量Ｃに応じて変化する。具体的には、コンデンサの静電容量Ｃが増大すると、カウント数が減少し、コンデンサの静電容量Ｃが減少すると、カウント数が増大する。

【0037】

カウント計測部１３には、カウント信号として、カウンター回路１２からカウント数が入力される。カウント計測部１３には、カウント数をコンデンサの静電容量に変換する変換式が記憶されている。変換式は、例えば下記の数４で表される。カウント計測部１３は、変換式を用いて、カウント数からコンデンサの静電容量を算出する。

【0038】

【数4】

【0039】

ここで、Ｃはコンデンサの静電容量、ＡおよびＢは充放電回路１１の動作条件によって定まる補正係数、Countsはカウント数である。

【0040】

このようにしてカウント計測部１３によってコンデンサの静電容量Ｃが算出され、静電容量計測部５で計測された第１電極静電容量８ａ、および、第２電極静電容量８ｂの計測値となる。

【0041】

なお、カウンター回路１２は、第１スイッチ１０ａがＯＮになった回数をカウントすると説明したが、この場合に限定されない。カウンター回路１２は、第２スイッチ１０ｂがＯＮになった回数をカウントしてもよい。

【0042】

さらに、カウンター回路１２は、コンデンサの静電容量Ｃに応じてカウント回数が変動するものであるならば、他のものをカウントしてもよい。例えば、カウンター回路１２は、コンデンサの電圧、すなわち、接続点の電圧の変動幅を実験などにより求め、当該変動幅の最大値と最小値との間の中央値を閾値として設定する構成であってもよい。この場合、予め設定された一定期間に、カウンター回路１２は、接続点の電圧が閾値を超えた回数をカウントする。

【0043】

なお、静電容量計測部５は、例えばマイクロコントローラを用いて構成することができる。すなわち、静電容量計測部５を構成しているカウント計測部１３、カウンター回路１２および充放電回路１１を、１つのマイクロコントローラで構成することが可能である。マイクロコントローラは、廉価であり、且つ、小型の部品であるため、静電容量計測部５をコンパクトかつ低コストに構成することができる。

【0044】

また、静電容量計測部５は、全体を１つのマイクロコントローラで構成してもよいが、この構成に限定されない。すなわち、静電容量計測部５は、その一部分を１つのマイクロコントローラで構成し、他の部分を別の部品で構成するようにしてもよい。

【0045】

また、静電容量計測部５において、カウント計測部１３を用いてコンデンサの静電容量Ｃを演算するとして説明したが、必ずしも、静電容量計測部５においてこの処理を行う必要はない。例えば、カウント計測部１３を静電容量計測部５に設けずに、静電容量計測部５が、カウンター回路１２でカウントしたカウント値を検出部６に送信するようにしてもよい。つまり、検出部６が、カウント計測部１３の機能を担っていてもよい。この場合、検出部６が、カウント計測部１３の代わりに、カウント値に基づいて、コンデンサの静電容量Ｃを演算して、当該静電容量Ｃに基づいて冷媒の漏洩を判定する。

【0046】

静電容量の演算方法は、例えば、上記の数４などの変換式を用いて演算すればよい。検出部６は、静電容量Ｃを求めずに、静電容量計測部５から送信されたカウント値を静電容量Ｃに応じて変化する信号として直接読み取り、冷媒の漏洩を検知する構成としても構わない。静電容量計測部５にカウント計測部１３を設けない構成にすれば、冷媒漏洩検知装置１００内でカウント計測部１３として使用する部品の数を削減でき、冷媒漏洩検知装置１００の製造コストを低減することができる。また、カウント計測部１３に限らず、静電容量計測部５を構成する他の部材も検出部６と共用にしても構わない。

【0047】

さらに、静電容量計測部５と検出部６とは、一体化されていても構わない。その場合には、静電容量計測部５と検出部６とは、同一の回路で形成され、同一基板上に配置される。静電容量計測部５と検出部６とを一体化した場合には、静電容量計測部５または検出部６は、その一部分の部品を静電容量計測部５と検出部６とで共用される。そのため、冷媒漏洩検知装置１００の構成に必要な部品数を減らすことができ、冷媒漏洩検知装置１００の製造コストの低減およびコンパクト化ができる。

【0048】

また、静電容量計測部５は、コンデンサの静電容量Ｃ、もしくは、静電容量Ｃに応じて変動する物理量を計測できるものであれば、図５の構成に限定されない。静電容量計測部５は、例えば自動平衡ブリッジ回路あるいはホイートストンブリッジを用いた回路などから構成されてもよい。

【0049】

図６は、実施の形態１に係る冷媒漏洩検知装置１００による冷媒漏洩検知方法のフローチャートである。図６に示すように、冷媒漏洩検知方法は、検出ステップＳ０１を有する。検出ステップＳ０１は、例えば、制御装置５０により実施される。検出ステップＳ０１において、制御装置５０は、第１電極静電容量８ａ、および、第２電極静電容量８ｂに基づいて冷媒の漏洩の検出を行う。

【0050】

検出ステップＳ０１は、例えば、計測ステップＳ１１と、判定ステップＳ１２と、を含む。計測ステップＳ１１において、制御装置５０は、静電容量計測部５により、一定時間ごとに、第１電極静電容量８ａ、および、第２電極静電容量８ｂを計測し取得する。判定ステップＳ１２において、制御装置５０は、検出部６により、計測ステップＳ１１において取得した第１電極静電容量８ａ、および、第２電極静電容量８ｂの計測値に基づいて冷媒の漏洩を判定する。なお、検出ステップＳ０１は、例えば、冷媒漏洩検知装置１００が取り付けられた冷凍機または空調機等の冷凍サイクル装置が運転または停止している場合に、定期的に繰り返して実施されればよい。

【0051】

図７は、実施の形態１に係る冷媒漏洩検知装置１００の静電容量計測部５から取得した第１電極静電容量８ａ、および、第２電極静電容量８ｂの計測値の一例を示すグラフである。図７において、横軸は時間を示し、縦軸は静電容量を示している。

【0052】

図７に示すように、第１電極４ａと冷媒管１との間、および、第２電極４ｂと冷媒管１との間で冷媒の漏洩が発生していない場合、第１電極静電容量８ａおよび第２電極静電容量８ｂは、類似の環境因子の影響を受けているため、類似の変動を示す。一方、第１電極４ａと冷媒管１との間で冷媒の漏洩が発生した場合、第１電極静電容量８ａが増加する。冷媒または冷凍機油の比誘電率は、空気の誘電率よりも大きいため、冷媒の漏洩がある第１電極静電容量８ａが冷媒の漏洩の影響を受け、冷媒の漏洩の影響がある第１電極静電容量８ａと、冷媒の漏洩の影響がない第２電極静電容量８ｂとに差が生じる。従って、検出部６は、第１電極静電容量８ａと、第２電極静電容量８ｂと、の関係に基づき冷媒の漏洩を判定する。つまり、検出部６は、第１電極静電容量８ａと、第２電極静電容量８ｂと、が一定の大小関係を有する場合、冷媒の漏洩があると判定することができる。

【0053】

なお、検出部６は、冷媒の漏洩の判定において、第１電極静電容量８ａと、第２電極静電容量８ｂと、の関係より、すぐに冷媒管１からの冷媒の漏洩があると判定する構成でよい。また、検出部６は、冷媒が漏洩していると判定する第１電極静電容量８ａと、第２電極静電容量８ｂと、の関係が、予め設定された一定時間の間、連続した場合に、冷媒管１からの冷媒の漏洩があると判定する構成であってもよい。静電容量は、ノイズの影響を受けやすいため、ノイズの影響により瞬時的に静電容量の大きな変化が検出された場合に、一過性の静電容量の計測値で、冷媒漏洩の有無を判定すると、誤検出になる可能性がある。そのため、検出部６は、第１電極静電容量８ａと、第２電極静電容量８ｂとの関係を検知してもすぐに冷媒漏洩として判定せずに、一定時間の間、状態が連続するか否かをモニタリングする。このような構成とすることで、検出部６は、ノイズによる誤検知が抑制され、より正確に冷媒の漏洩を検知できる。

【0054】

下記に冷媒漏洩検知装置１００の検知精度を阻害する原因となる環境要因の影響に関して説明する。冷媒漏洩検知装置１００は、屋内の空調機へ取り付けられた場合には、空調機の動作状況や季節の変化により温度や湿度の変化に晒される。また、冷媒漏洩検知装置１００は、屋内の空調機に限らず屋外の空調機にも取り付けられるが、この場合には、屋内の空調機よりもさらに温度または湿度などの環境因子の変化に晒されることとなる。

【0055】

上述したように、静電容量は、２つ以上の導電体が誘電体を挟んで絶縁されて配置されている場合に発生するが、この場合の静電容量の値は、誘電体の誘電率と導電体の幾何形状とによって決定される。冷媒漏洩検知装置１００は、２つの導電体である冷媒管１と電極４とが、誘電体である断熱材２を挟んで絶縁されて配置された構成である。従って、冷媒管１と電極４との間の静電容量は、断熱材２の誘電率と、冷媒管１と電極４との幾何形状によって変化する。

【0056】

誘電体である断熱材２の誘電率は、周囲の湿度の変化による断熱材２が保持できる水分量の変化、または、周囲の湿度の変化による冷媒管１と断熱材２との間の空隙１４に含まれる水分量の変化により変化する。また、導電体である電極４および冷媒管１は、周囲の気温の変化が発生すると、少なくとも一方が膨張もしくは収縮し、寸法または形状が変化するため、その幾何形状が変化する。従って、２つの導電体である冷媒管１と電極４とが、誘電体である断熱材２を挟んだ構成においては、冷媒の漏洩がない場合も、冷媒管１と電極４と断熱材２とで環境要因の影響により生じる微小な変化に伴い、冷媒管１と電極４との間の静電容量に変動が生じる。

【0057】

冷媒漏洩検知装置１００における第１電極４ａと第２電極４ｂとは、類似の環境因子の影響を受けると考えられる。そのため、冷媒が漏洩していない定常状態においては、第１電極静電容量８ａおよび第２電極静電容量８ｂは、類似の環境因子の影響に起因した類似の変動を示す。一方、例えば、第１電極４ａと冷媒管１との間で冷媒が漏洩した場合、第１電極静電容量８ａは、環境因子の影響に加え、冷媒の漏洩の影響を受けて変動するため、冷媒の漏洩の影響を受けていない第２電極静電容量８ｂと異なった変動を示す。

【0058】

従って、実施の形態１は、第１電極静電容量８ａと、第２電極静電容量８ｂとを比較することで、冷媒漏洩に起因する静電容量の変化を導き出すことができる。第１電極静電容量８ａおよび第２電極静電容量８ｂの変動を観察することで環境因子による静電容量の変動が取り除かれ、冷媒の漏洩に起因する静電容量の変化に基づいて冷媒の漏洩が検出される。

【0059】

以上説明した、実施の形態１に係る冷媒漏洩検知装置１００によれば、検出部６において、第１電極４ａと冷媒管１との間の第１電極静電容量８ａと、第２電極４ｂと冷媒管１との間の第２電極静電容量８ｂと、に基づき冷媒の漏洩が判定される。第１電極４ａと第２電極４ｂとは、図１から図３に示すように、２つ１組となって空間を開けて独立して配置されているため、類似の環境因子の影響を受ける。また、第１電極４ａと第２電極４ｂとは、電気的に接続されておらず、独立している。冷媒が漏洩していない定常状態においては、第１電極４ａと冷媒管１との間の第１電極静電容量８ａと、第２電極４ｂと冷媒管１との間の第２電極静電容量８ｂとは、類似の変動を示す。そのため、第１電極静電容量８ａと第２電極静電容量８ｂとを比較することで環境因子の影響による静電容量の変化量が排除される。従って、冷媒漏洩検知装置１００は、第１電極静電容量８ａ、および、第２電極静電容量８ｂの比較から、冷媒の漏洩に起因する静電容量の変化のみを取り出して冷媒の漏洩を検出することで誤検知を防ぎ、冷媒の漏洩の検知の正確化および高精度化に貢献できる。

【0060】

また、第１電極静電容量８ａと、第２電極静電容量８ｂとの関係を評価することで、冷媒の漏洩が発生している電極４を特定することができる。

【0061】

また、冷媒管１全体における電極４の設置数を削減し、冷媒漏洩検知装置１００のコストを低減できるとともに、配置箇所に尤度を持たせることもできる。

【0062】

また、冷媒漏洩検知装置１００においては電極４を、冷媒管１の外表面を覆う断熱材２の外表面に配置するようにしたので、電極４の冷媒管１への取り付けが容易である。また、電極４を断熱材２の外表面に配置するようにしたので、電極４を無理に冷媒管１に直接取り付けるために断熱材２を破壊する必要がない。また、静電容量計測部５は、電極４の外表面に対向して配置されるため、静電容量計測部５は、電極４の外表面に隣接して配置されるので、静電容量計測部５の冷媒管１への取り付けが容易である。

【0063】

特に、第１電極４ａおよび第２電極４ｂが可撓性を有する薄膜状の構成であると、既設配管に対して第１電極４ａおよび第２電極４ｂの取り付けが容易となる。

【0064】

さらに、検知部３は、独立した２つの第１電極４ａおよび第２電極４ｂにより構成され、第１電極４ａおよび第２電極４ｂが間隔を開けて配置されている。このため、第１電極４ａと第２電極４ｂと間の距離を任意に設定できるとともに、第１電極４ａおよび第２電極４ｂに対する環境因子の影響を同様とすることができ、環境因子の影響を抑制することができる。

【0065】

また、第１電極４ａおよび第２電極４ｂは、静電容量計測部５に接続され、第１電極静電容量８ａと第２電極静電容量８ｂとが交互に測定されている。１つの静電容量計測部５を使用して２つの第１電極４ａおよび第２電極４ｂが交互に測定されることで、環境因子の影響を受けることによる静電容量値の変動量を、２つの第１電極４ａおよび第２電極４ｂで等しくすることができる。

【0066】

また、第１電極静電容量８ａ、および、第２電極静電容量８ｂそれぞれを測定する時間は、環境因子の変化時間よりも短い。そのため、環境因子の影響が抑制された第１電極静電容量８ａ、および、第２電極静電容量８ｂを計測できる。

【0067】

また、静電容量計測部５と電極４との間の配線、および、静電容量計測部５と冷媒管１との間の配線の長さをできる限り短縮するとよい。これにより、配線の浮遊容量および電磁ノイズが検出値に与える影響を低減できるため、冷媒漏洩の検知精度を向上させることができる。

【0068】

実施の形態２．
図８は、実施の形態２に係る冷媒漏洩検知装置２００を示す構成図である。実施の形態２に係る冷媒漏洩検知装置２００は、第１電極静電容量８ａと、第２電極静電容量８ｂと、の比を演算する静電容量演算部７を有する点で、実施の形態１と相違する。その他の構成は、実施の形態１と同じであるので、実施の形態１と対応もしくは相当する構成部分についての詳しい説明は省略する。

【0069】

図８に示すように、実施の形態２の冷媒漏洩検知装置２００は、検知部３と、静電容量計測部５と、静電容量演算部７と、検出部６と、を有する。検知部３は、実施の形態１同様、冷媒管１を覆う断熱材２の外表面に配置された第１電極４ａと、断熱材２の外表面に第１電極４ａと独立して配置された第２電極４ｂとを備えている。静電容量計測部５は、実施の形態１同様、第１電極４ａと冷媒管１との間の第１電極静電容量８ａと、第２電極４ｂと冷媒管１との間の第２電極静電容量８ｂと、を測定する。

【0070】

静電容量演算部７は、静電容量計測部５から第１電極静電容量８ａと、第２電極静電容量８ｂとの計測値を取得し、第１電極静電容量８ａと、第２電極静電容量８ｂと、の比を演算する。静電容量演算部７は、静電容量計測部５に接続されており、静電容量計測部５が取得した第１電極静電容量８ａと、第２電極静電容量８ｂとの計測値を記憶するメモリを備えている。静電容量演算部７は、メモリに記憶された第１電極静電容量８ａと、第２電極静電容量８ｂとの計測値から、第１電極静電容量８ａと、第２電極静電容量８ｂと、の比を演算し、演算値を検出部６に出力する。

【0071】

検出部６には、第１電極静電容量８ａと第２電極静電容量８ｂとの比の閾値があらかじめ設定されて記憶されている。検出部６は、静電容量演算部７から出力された第１電極静電容量８ａと、第２電極静電容量８ｂとの比に基づいて冷媒漏洩の有無を判定する。検出部６は、静電容量演算部７より得られた第１電極静電容量８ａと第２電極静電容量８ｂとの比が閾値ｑを超えた場合に冷媒管１から冷媒の漏洩があると判断する。

【0072】

図９は、実施の形態２に係る冷媒漏洩検知装置２００による冷媒漏洩検知方法のフローチャートである。図９に示すように、冷媒漏洩検知方法は、検出ステップＳ０２を有する。検出ステップＳ０２は、例えば、制御装置５０により実施される。検出ステップＳ０２において、制御装置５０は、第１電極静電容量８ａ、および、第２電極静電容量８ｂに基づいて冷媒の漏洩の検出を行う。

【0073】

検出ステップＳ０２は、例えば、計測ステップＳ２１と、演算ステップＳ２２と、判定ステップＳ２３と、を含む。計測ステップＳ２１において、制御装置５０は、静電容量計測部５により、一定時間ごとに、第１電極静電容量８ａ、および、第２電極静電容量８ｂを計測する。演算ステップＳ２２において、制御装置５０は、静電容量演算部７により、計測ステップＳ２１において計測した第１電極静電容量８ａおよび第２電極静電容量８ｂの比の演算を行う。判定ステップＳ２３において、制御装置５０は、検出部６により、演算ステップＳ２２で演算した比と、予め記憶している閾値との比較に基づいて冷媒の漏洩を判定する。

【0074】

図１０は、実施の形態２に係る冷媒漏洩検知装置２００の静電容量計測部５から取得した第１電極静電容量８ａおよび第２電極静電容量８ｂの計測値の一例を示すグラフである。図１０において、横軸は時間を示し、縦軸は静電容量を示している。図１０に示すように、例えば、第１電極４ａで冷媒の漏洩が発生した場合、冷媒または冷凍機油の比誘電率は、空気の誘電率よりも大きいため、第１電極静電容量８ａは増加する。静電容量計測部５による計測値は、冷媒の漏洩がある第１電極静電容量８ａと、冷媒の漏洩のない第２電極静電容量８ｂとで差が生じる。

【0075】

図１１は、図１０の計測値を静電容量演算部７にて演算した演算値を示すグラフである。図１１において、横軸は時間を示し、縦軸は第２電極静電容量８ｂに対する第１電極静電容量８ａの比を示している。図１１に示すように、静電容量演算部７は、静電容量計測部５で計測された第１電極静電容量８ａおよび第２電極静電容量８ｂの計測値から、第１電極静電容量８ａと第２電極静電容量８ｂとの比を演算する。第１電極静電容量８ａと第２電極静電容量８ｂとの比は、検出部６において、予め記憶された閾値と比較される。第１電極静電容量８ａで冷媒の漏洩が生じると、第１電極静電容量８ａと、冷媒の漏洩のない第２電極静電容量８ｂとの比が増大する。検出部６は、第１電極静電容量８ａと、冷媒の漏洩のない第２電極静電容量８ｂとの比を閾値と比較することで、冷媒管１からの冷媒の漏洩の有無を判定する。

【0076】

冷媒漏洩検知装置２００は、実施の形態１と同様、温度または湿度などの環境因子の変化に晒され、冷媒管１と電極４との間の静電容量に変動が生じる。例えば、温度変化の際には、電極４および冷媒管１のうちの少なくとも１つが膨張もしくは収縮し、電極４および冷媒管１の寸法または形状が変化する。そのため、上述の数１の冷媒管１の外径Ｄ_１、電極４の内径Ｄ_２、空隙１４の径方向Ｒの幅ｇが変化する。また、例えば、周囲の湿度の変化の際には、誘電体である断熱材２に保持される水分量、または、冷媒管１と断熱材２との間の空隙１４に含まれる水分量が変化し、上述の数１の断熱材２の比誘電率ε_ｉｎｓが変化する。

【0077】

このように、環境因子に変化があると、環境因子の変化に伴い、数１の冷媒管１の外径Ｄ_１、電極４の内径Ｄ_２、空隙１４の径方向Ｒの幅ｇ、または、断熱材２の比誘電率ε_ｉｎｓが変化する。従って、２つの導電体である冷媒管１と電極４とが、誘電体である断熱材２を挟んだ構成においては、冷媒の漏洩がない場合であっても、環境要因の影響による冷媒管１と電極４と断熱材２とで生じる微小な変化に伴い、静電容量に変動が生じる。

【0078】

図１０に示すように、第１電極静電容量８ａおよび第２電極静電容量８ｂの変化量は、第１電極静電容量８ａおよび第２電極静電容量８ｂの絶対値に対して相対的に変化する場合がある。例えば、第１電極４ａと冷媒管１との間の第１電極静電容量８ａが１０ｐＦで、第２電極４ｂと冷媒管１との間の第２電極静電容量８ｂが２０ｐＦであるとする。環境因子の変化によって第１電極静電容量８ａおよび第２電極静電容量８ｂが１０％増加すると仮定した場合、第１電極静電容量８ａは１１ｐＦであって、第２電極静電容量８ｂは２２ｐＦとなる。環境因子の変動前の第１電極静電容量８ａと第２電極静電容量８ｂとの差分は、１０ｐＦであるのに対し、環境因子の変動後の第１電極静電容量８ａと第２電極静電容量８ｂとの差分は、１１ｐＦとなる。つまり、環境因子の変動前後において、第１電極静電容量８ａの変化量は、１ｐＦであって、第２電極静電容量８ｂの変化量は、２ｐｆとなるため、それぞれの変化量が相対的に変化し、第１電極静電容量８ａと第２電極静電容量８ｂとの差分も変動する。従って、冷媒の漏洩がない場合であっても、環境因子の変動前後の第１電極静電容量８ａと第２電極静電容量８ｂとの差分は、変動する。

【0079】

一方、図１１に示すように、第１電極静電容量８ａと第２電極静電容量８ｂとの比を求めた場合では、冷媒の漏洩がなければ、第１電極静電容量８ａと第２電極静電容量８ｂとの比は、環境因子の変動前後で等しくなる。従って、実施の形態２は、第１電極静電容量８ａと第２電極静電容量８ｂとの比を求めることで、環境因子による静電容量の変動を取り除いて、冷媒の漏洩に起因する第１電極静電容量８ａおよび第２電極静電容量８ｂの変動を検出することができる。

【0080】

また、第１電極静電容量８ａと第２電極静電容量８ｂとの比の増減を検出することで、冷媒の漏洩が発生している電極を特定することもできる。例えば、第１電極静電容量８ａを第２電極静電容量８ｂで割った値を比とした場合において、比が増大すれば第１電極４ａで冷媒が漏洩しており、比が減少すれば第２電極４ｂで冷媒が漏洩していることを特定することができる。

【0081】

上述では、静電容量演算部７は、静電容量計測部５で得られた第１電極静電容量８ａと第２電極静電容量８ｂとの比を演算した演算値を検出部６に出力し、検出部６において冷媒の漏洩を判定する構成を例に挙げているが、この限りではない。静電容量演算部７は、例えば、第１電極静電容量８ａと、第２電極静電容量８ｂとの比の変化速度を演算し、検出部６において冷媒の漏洩を判定する構成であってもよい。

【0082】

図１２は、実施の形態２に係る冷媒漏洩検知装置２００において、静電容量計測部５と、静電容量演算部７と、検出部６とが一体化された構成を示す模式図である。図１２に示すように、静電容量計測部５と、静電容量演算部７と、検出部６とは、装置本体２０として一体化された構成であってもよい。その場合には、静電容量計測部５と、静電容量演算部７と、検出部６とは、同一の回路に形成し、同一基板上に配置されていればよい。静電容量計測部５と、静電容量演算部７と、検出部６と、を一体化した場合には、一部分の部品を、静電容量計測部５と、静電容量演算部７と、検出部６とで共用することができる。そのため、冷媒漏洩検知装置２００の構成に必要な部品数を減らすことができ、冷媒漏洩検知装置２００の製造コストの低減およびコンパクト化ができる。

【0083】

以上説明した、実施の形態２に係る冷媒漏洩検知装置２００によれば、第１電極静電容量８ａと第２電極静電容量８ｂとの比を用いて冷媒の漏洩が検出される。第１電極４ａと第２電極４ｂとは、空間を開けて独立して配置されており、第１電極４ａと冷媒管１との間の第１電極静電容量８ａと、第２電極４ｂと冷媒管１との間の第２電極静電容量８ｂとが、類似の環境因子の影響により変動する。そのため、実施の形態２は、第１電極静電容量８ａと、第２電極静電容量８ｂと、の比を求めることで、環境因子による静電容量の変動を取り除いて、冷媒の漏洩に起因する第１電極静電容量８ａと、第２電極静電容量８ｂとの変動を検出することができる。これにより、冷媒漏洩検知装置２００の誤検知が防止され、正確化および高精度化に貢献できる。

【0084】

また、静電容量演算部７において、第１電極静電容量８ａと第２電極静電容量８ｂとの測定値が記憶され、第１電極静電容量８ａと第１電極静電容量８ａとの関係が演算される。このため、第１電極静電容量８ａと第２電極静電容量８ｂとを互いに比較することができる。

【0085】

また、検出部６は、静電容量演算部７において第１電極静電容量８ａと第２電極静電容量８ｂとの比などの関係に基づいて求めた演算値の増減により、第１電極４ａまたは第２電極４ｂのいずれにより冷媒が漏洩した状態が検出されたかを特定することができる。

【0086】

また、静電容量演算部７は、第１電極静電容量８ａと第２電極静電容量８ｂとの比の変化速度を演算する構成であってもよい。これにより、環境因子の影響による静電容量の変動量をキャンセルし、冷媒漏洩検知装置２００の誤検知が防止され、冷媒漏洩検知装置２００の正確化、高精度化に貢献できる。

【0087】

また、検出部６は第１電極静電容量８ａと第２電極静電容量８ｂとの比の閾値を設定し、閾値を超えた場合に冷媒漏洩を検出する構成であってもよい。これにより、冷媒漏洩検知装置２００の誤検知が防止され、冷媒漏洩検知装置２００の正確化、高精度化に貢献できる。

【0088】

また、検出部６は第１電極静電容量８ａと第２電極静電容量８ｂとの比の変化速度の閾値を設定し、閾値を超えた場合に冷媒漏洩を検出する構成であってもよい。これにより、冷媒漏洩検知装置２００の誤検知が防止され、冷媒漏洩検知装置２００の正確化、高精度化に貢献できる。

【0089】

また、静電容量計測部５と、静電容量演算部７と、検出部６とは、検知部３に近接して配置されている。そのため、検知部３と、静電容量演算部７と、検出部６とを接続している配線を短くでき、配線の静電容量値による影響を低減することができる。

【0090】

また、静電容量計測部５と、静電容量演算部７と、検出部６とは、一体化された冷媒漏洩検知回路を構成していてもよい。これにより、冷媒漏洩検知装置２００の体積が減少し、省スペース化できる。

【0091】

その他の効果は実施の形態１の冷媒漏洩検知装置１００の場合と同じであるので、実施の形態１と対応もしくは相当する構成部分は、ここでは詳しい説明は省略する。

【符号の説明】

【0092】

１ 冷媒管、２ 断熱材、３ 検知部、４ 電極、４ａ 第１電極、４ｂ 第２電極、５ 静電容量計測部、５a 端子、６ 検出部、７ 静電容量演算部、８ａ 第１電極静電容量、８ｂ 第２電極静電容量、９ 電源、１０ａ 第１スイッチ、１０ｂ 第２スイッチ、１１ 充放電回路、１２ カウンター回路、１３ カウント計測部、１４ 空隙、２０ 装置本体、５０ 制御装置、１００ 冷媒漏洩検知装置、２００ 冷媒漏洩検知装置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】