特許 7484082 空気調和機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-08

(45)【発行日】2024-05-16

(54)【発明の名称】空気調和機

(51)【国際特許分類】

   F24F 11/36 20180101AFI20240509BHJP

   F25B 49/02 20060101ALI20240509BHJP

   F24F 11/64 20180101ALI20240509BHJP

   F24F 11/74 20180101ALI20240509BHJP

   F24F 11/89 20180101ALI20240509BHJP

【ＦＩ】

F24F11/36

F25B49/02 520M

F24F11/64

F24F11/74

F24F11/89

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2019045397

(22)【出願日】2019-03-13

(65)【公開番号】P2020148380

(43)【公開日】2020-09-17

【審査請求日】2022-02-28

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000006611

【氏名又は名称】株式会社富士通ゼネラル

(72)【発明者】

【氏名】土屋 祐二

【審査官】石田 佳久

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－０８３０８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１６／１５７６１５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１４－１２６２５３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２４Ｆ １１／００－１１／８９

Ｆ２５Ｂ ４９／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

筐体と、
漏洩した冷媒を検知する冷媒センサと、
前記筐体の内部に前記筐体の内外の空気を循環させる送風ファンと、
前記冷媒センサ及び前記送風ファンの動作を制御する制御手段と、を備えた空気調和機であって、
前記制御手段は、前記空気調和機の運転停止中において、前記冷媒センサが所定以上のガス濃度を検出したとき、前記送風ファンを第１回転数によって動作させ、前記送風ファンの動作前後の単位時間当たりのガス濃度変化を比較して前記送風ファンの動作前よりも前記送風ファン動作後のガス濃度変化が大きければ外部ガスを検出したと判定し、前記送風ファンの動作前よりも前記送風ファン動作後のガス濃度変化が小さければ室内機の内部で冷媒が漏洩したと判定する１次判定を行い、前記１次判定により外部ガスを検出したと判定した場合には、安全対策を行わない、ことを特徴とする空気調和機。

【請求項2】

前記制御手段は、前記送風ファンを前記第１回転数よりも低い第２回転数によってさらに動作させ、又は、停止させ、前記送風ファンの回転数低下前後、又は、停止前後の単位時間当たりのガス濃度変化を比較して、室内機の内部で冷媒が漏洩したか否かについて判定する２次判定を行う、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２次判定では、前記送風ファンの回転数低下前、又は、停止前よりも前記送風ファン回転数低下後、又は、停止後のガス濃度変化が小さければ冷媒は漏洩していないと判定し、前記送風ファンの回転数低下前、又は、停止前よりも前記送風ファン回転数低下後、又は、停止後のガス濃度変化が大きければ冷媒が漏洩したと判定する、ことを特徴とする請求項２に記載の空気調和機。

【請求項4】

前記空気調和機は、床置き式室内機である、ことを特徴とする請求項１から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、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、空気調和機には、冷媒として、空気より比重の重い微燃性冷媒（例えば、Ｒ３２）や可燃性冷媒が使用されている。冷媒が空気調和機から漏れた場合において、使用者の安全を確保するため、漏洩した冷媒を検知するための冷媒センサが搭載されている。例えば、一般的な室内機において、通常、冷媒センサは、冷媒が漏洩するリスクが高い位置として室内熱交換器と室外機からの冷媒配管との溶接部や接続部の下に配置されることが多い。また、冷媒センサは、内部に冷媒が循環する熱交換器より低い位置に配置されて漏洩の監視を行っている。空気調和機の運転中でも、冷媒センサは、同様の位置で監視をしている。冷媒センサには安価な半導体式が使用されている例が多いが、この場合、冷媒センサは、特定の冷媒に反応するのではなく、同じ成分を含む不燃性の冷媒やＬＰガス、アルコール類などの他のガス（以降、外部ガスと記載する）にも反応する。

【0003】

空気調和機の運転中に冷媒が漏洩した後の安全対策としては、室内機の内部で冷媒が漏洩したと判定した際に室内ファン（以下、室外機の室外ファンと区別しない場合に、送風ファンと記載する場合がある）の制御を行い、漏洩した冷媒を攪拌することで、漏洩した冷媒を希釈して発火を防ぐ方法（例えば、特許文献１）が開示されている。この方法では、運転中に冷媒センサで冷媒ガスの漏洩を検知した場合に冷媒を攪拌する運転を行うが、運転中の監視に対しては、室内機が配置された室内の空気を室内機の吸込口から取り込んでいる。そのため、室内で外部ガスが発生したような場合、その外部ガスが取り込まれることになる。その結果、外部ガスが冷媒センサが配置された室内機の内部空間にも流入して、室内機の内部で冷媒が漏洩していないにもかかわらず冷媒が漏洩していると判定される可能性がある。

【0004】

また、室内機の内部において、室内熱交換器の下方に配置されたドレンパンの排出部の近傍に冷媒センサが設けられており、室内機の内部における冷媒の漏洩箇所と冷媒センサの取付位置、つまり、検知位置が離れているような場合の対応として、室内機の吹出口を閉鎖して、室内ファンを通常運転の最小回転数以下で回転させて、室内機の内部で漏洩した冷媒を空気流に乗せて冷媒センサまで導く方法（例えば、特許文献２）が開示されている。ここで、通常運転の最小回転数とは、室内機内部に空気を循環させることができる風速又は風量が得られる回転数のことである。しかし、室内ファンが回転することで吸込ロより室内の空気が取り込まれるため、室内機の内部に漏洩した冷媒が希釈されたり、室内機の吹出口が密閉構造でないため漏洩した冷媒が室内機の外に排気されることにより、冷媒の濃度が徐々に低下していく。その結果、実際には冷媒が漏洩しているにもかかわらず冷媒が漏洩していないと判定される可能性がある。

【0005】

このほかに、空気調和機の運転中に冷媒センサの反応があった場合に、室内ファンを停止、又は、その回転数を低下させた後、室内ファンの停止前後、又は、回転数低下前後のガス濃度の変化を比較して、冷媒センサが反応した原因が外部ガスと冷媒の漏洩のどちらであるか判定を行っている例もある。しかし、いずれの方法でも運転停止中における判定は考慮されていない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０１６－０９０１１０号公報

【文献】特開２０１７－０１５３２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は以上述べた問題点を解決するものであって、運転停止中に冷媒が漏洩したか否かを正確に判定する空気調和機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】

本発明は、上記目的を達成するために、以下のように把握される。
（１）筐体と、漏洩した冷媒を検知する冷媒センサと、前記筐体の内部に前記筐体の内外
の空気を循環させる送風ファンと、前記冷媒センサ及び前記送風ファンの動作を制御する
制御手段と、を備えた空気調和機であって、前記制御手段は、前記空気調和機の運転停止
中において、前記冷媒センサが所定以上のガス濃度を検出したとき、前記送風ファンを第
１回転数によって動作させ、前記送風ファンの動作前後の単位時間当たりのガス濃度変化
を比較して室内機の内部で冷媒が漏洩したか外部ガスを検出したかについて判定する１次判定を行い、前記１次判定により外部ガスを検出したと判定した場合には、安全対策を行わない。

【0009】

（２）上記（１）において、前記１次判定では、前記送風ファンの動作前よりも前記送風ファン動作後のガス濃度変化が大きければ冷媒は漏洩していないと判定し、前記送風ファンの動作前よりも前記送風ファン動作後のガス濃度変化が小さければ冷媒が漏洩したと判定する。

【0010】

（３）上記（１）又は（２）において、前記制御手段は、前記送風ファンを前記第１回転数よりも低い第２回転数によってさらに動作させ、又は、停止させ、前記送風ファンの回転数低下前後、又は、停止前後の単位時間当たりのガス濃度変化を比較して、室内機の内部で冷媒が漏洩したか否かについて判定する２次判定を行う。

【0011】

（４）上記（３）において、前記２次判定では、前記送風ファンの回転数低下前、又は、停止前よりも前記送風ファン回転数低下後、又は、停止後のガス濃度変化が小さければ冷媒は漏洩していないと判定し、前記送風ファンの回転数低下前、又は、停止前よりも前記送風ファン回転数低下後、又は、停止後のガス濃度変化が大きければ冷媒が漏洩したと判定する。

【0012】

（５）上記（１）から（４）のいずれか１つにおいて、前記空気調和機は、床置き式室内機である。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、運転停止中に冷媒が漏洩したか否かを正確に判定する空気調和機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の実施形態の空気調和機を説明する図であって、（Ａ）は冷媒回路図、（Ｂ）は空気調和機の制御手段のブロック図である。

【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室内機を示す分解斜視図である。

【図4】本発明の実施形態に係る空気調和機の室内機の制御構成を示すブロック図である。

【図5】本発明の実施形態に係る送風ファンの制御による１次判定を説明する図である。

【図6】本発明の実施形態に係る送風ファンの制御による２次判定を説明する図である。

【図7】本発明の実施形態に係る送風ファンの制御による判定の手順を説明するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0015】

（実施形態）
以下、本発明の実施形態を、添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されることはなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。

【0016】

＜空気調和機の構成＞
まず、図１（Ａ）を参照して、室外機２を含む空気調和機１の冷媒回路について説明する。図１（Ａ）に示すように、本実施形態における空気調和機１は、屋外に設置される室外機２と、室内に設置され、室外機２に液管４及びガス管５で接続された室内機３を備えている。詳細には、室外機２の液側閉鎖弁２５と室内機３の液管接続部３３が液管４で接続されている。また、室外機２のガス側閉鎖弁２６と室内機３のガス管接続部３４がガス管５で接続されている。以上により、空気調和機１の冷媒回路１０が構成されている。

【0017】

＜＜室外機の冷媒回路＞＞
まずは、室外機２について説明する。室外機２は、圧縮機２１と、四方弁２２と、室外熱交換器２３と、膨張弁２４と、液管４が接続された液側閉鎖弁２５と、ガス管５が接続されたガス側閉鎖弁２６と、室外ファン２７を備えている。そして、室外ファン２７を除くこれら各要素が以下に詳述する各冷媒配管で相互に接続され、冷媒回路１０の一部をなす室外機冷媒回路１０ａを構成している。なお、圧縮機２１の冷媒吸入側には、アキュムレータ（不図示）が設けられてもよい。

【0018】

圧縮機２１は、図示しないインバータにより回転数が制御されることで、運転容量を変えることができる容量可変型圧縮機である。圧縮機２１の冷媒吐出側は、四方弁２２のポートａと吐出管６１で接続されている。また、圧縮機２１の冷媒吸入側は、四方弁２２のポートｃと吸入管６６で接続されている。

【0019】

四方弁２２は、冷媒の流れる方向を切り替えるための弁であり、ａ、ｂ、ｃ、ｄの４つのポートを備えている。ポートａは、前述したように圧縮機２１の冷媒吐出側と吐出管６１で接続されている。ポートｂは、室外熱交換器２３の一方の冷媒出入口と冷媒配管６２で接続されている。ポートｃは、前述したように圧縮機２１の冷媒吸入側と吸入管６６で接続されている。そして、ポートｄは、ガス側閉鎖弁２６と室外機ガス管６４で接続されている。なお、四方弁２２が、本発明の流路切替手段である。

【0020】

室外熱交換器２３は、冷媒と、後述する室外ファン２７の回転により室外機２の内部に取り込まれた外気を熱交換させるものである。室外熱交換器２３の一方の冷媒出入口は、前述したように四方弁２２のポートｂと冷媒配管６２で接続され、他方の冷媒出入口は液側閉鎖弁２５と室外機液管６３で接続されている。室外熱交換器２３は、後述する四方弁２２の切り替えによって、冷房運転時は凝縮器として機能し、暖房運転時は蒸発器として機能する。

【0021】

膨張弁２４は、図示しないパルスモータにより駆動される電子膨張弁である。具体的には、パルスモータに加えられるパルス数によりその開度が調整される。膨張弁２４は、暖房運転時は圧縮機２１から吐出される冷媒の温度である吐出温度が所定の目標温度となるように、その開度が調整される。

【0022】

室外ファン２７は樹脂材で形成されており、室外熱交換器２３の近傍に配置されている。室外ファン２７は、その中心部が図示しないファンモータの回転軸に接続されている。ファンモータが回転することで室外ファン２７が回転する。室外ファン２７の回転によって、室外機２の図示しない吸込口から室外機２の内部へ外気を取り込み、室外熱交換器２３において冷媒と熱交換した外気を、室外機２の図示しない吹出口から室外機２外部へ放出する。

【0023】

以上説明した構成の他に、室外機２には各種のセンサが設けられている。図１（Ａ）に示すように、吐出管６１には、圧縮機２１から吐出される冷媒の圧力を検出する吐出圧力センサ７１と、圧縮機２１から吐出される冷媒の温度（前述した吐出温度）を検出する吐出温度センサ７３が設けられている。吸入管６６には、圧縮機２１に吸入される冷媒の圧力を検出する吸入圧力センサ７２と、圧縮機２１に吸入される冷媒の温度を検出する吸入温度センサ７４が設けられている。

【0024】

室外熱交換器２３の図示しない冷媒パスの略中間部には、室外熱交換器２３の温度である室外熱交温度を検出する熱交温度センサ７５が設けられている。そして、室外機２の図示しない吸込口付近には、室外機２の内部に流入する外気の温度、すなわち外気温度を検出する外気温度センサ７６が備えられている。

【0025】

また、室外機２には、室外機制御手段２００が備えられている。室外機制御手段２００は、室外機２の図示しない電装品箱に格納されている制御基板に搭載されている。図１（Ｂ）に示すように、室外機制御手段２００は、ＣＰＵ２１０と、記憶部２２０と、通信部２３０と、センサ入力部２４０を備えている。

【0026】

記憶部２２０は、フラッシュメモリで構成されており、室外機２の制御プログラムや各種センサからの検出信号に対応した検出値、圧縮機２１や室外ファン２７等の制御状態等を記憶している。また、図示は省略するが、記憶部２２０には室内機３から受信する要求能力に応じて圧縮機２１の回転数を定めた回転数テーブルが予め記憶されている。

【0027】

通信部２３０は、室内機３との通信を行うインターフェイスである。センサ入力部２４０は、室外機２の各種センサでの検出結果を取り込んでＣＰＵ２１０に出力する。

【0028】

ＣＰＵ２１０は、前述した室外機２の各センサでの検出結果を、センサ入力部２４０を介して取り込む。さらには、ＣＰＵ２１０は、室内機３から送信される制御信号を、通信部２３０を介して取り込む。ＣＰＵ２１０は、取り込んだ検出結果や制御信号等に基づいて、圧縮機２１や室外ファン２７の駆動制御を行う。また、ＣＰＵ２１０は、取り込んだ検出結果や制御信号に基づいて、四方弁２２の切り替え制御を行う。さらには、ＣＰＵ２１０は、取り込んだ検出結果や制御信号に基づいて、膨張弁２４の開度調整を行う。

【0029】

＜＜室内機の冷媒回路＞＞
次に、図１（Ａ）を用いて、室内機３について説明する。室内機３は、室内熱交換器３１と、室内ファン３２と、液管４の他端が接続された液管接続部３３と、ガス管５の他端が接続されたガス管接続部３４を備えている。そして、室内ファン３２を除くこれら各装置が以下で詳述する各冷媒配管で相互に接続されて、冷媒回路１０の一部をなす室内機冷媒回路１０ｂを構成している。

【0030】

室内熱交換器３１は、冷媒と後述する室内ファン３２の回転により室内機３の図示しない吸込口から室内機３の内部に取り込まれた室内空気を熱交換させるものである。室内熱交換器３１の一方の冷媒出入口は、液管接続部３３と室内機液管６７で接続されている。室内熱交換器３１の他方の冷媒出入口は、ガス管接続部３４と室内機ガス管６８で接続されている。室内熱交換器３１は、室内機３が冷房運転を行う場合は蒸発器として機能し、室内機３が暖房運転を行う場合は凝縮器として機能する。

【0031】

室内ファン３２は樹脂材で形成されており、室内熱交換器３１の近傍に配置されている。室内ファン３２は、図示しないファンモータによって回転することで、室内機３の図示しない吸込口から室内機３の内部に室内空気を取り込み、室内熱交換器３１において冷媒と熱交換した室内空気を室内機３の図示しない吹出口から室内へ吹き出す。

【0032】

以上説明した各要素の他に、室内機３には各種のセンサが設けられている。室内機液管６７には、室内熱交換器３１に流入あるいは室内熱交換器３１から流出する冷媒の温度を検出する液側温度センサ７７が設けられている。室内機ガス管６８には、室内熱交換器３１から流出あるいは室内熱交換器３１に流入する冷媒の温度を検出するガス側温度センサ７８が設けられている。そして、室内機３の図示しない吸込口付近には、室内機３の内部に流入する室内空気の温度、すなわち室温を検出する室温センサ７９が備えられている。

【0033】

また、室内機３には、室内機制御手段３００が備えられている。室内機制御手段３００は、室内機３の電装品箱３０１（図３参照）に格納されている制御基板に搭載されている。図１（Ｂ）に示すように、室内機制御手段３００は、ＣＰＵ３１０と、記憶部３２０と、通信部３３０と、センサ入力部３４０を備えている（なお、本明細書では、室内機制御手段３００を単に制御手段ということがある）。

【0034】

記憶部３２０は、フラッシュメモリで構成されており、室内機３の制御プログラムや各種センサからの検出信号に対応した検出値、室内ファン３２等の制御状態等を記憶している。また、図示は省略するが、記憶部３２０には、後述する運転停止中の冷媒の漏洩を監視するための回転数を含む室内ファン３２の回転数を定めた回転数テーブル等が予め記憶されている。

【0035】

通信部３３０は、室外機２との通信を行うインターフェイスである。センサ入力部３４０は、室内機３の各種センサでの検出結果を取り込んでＣＰＵ３１０に出力する。

【0036】

ＣＰＵ３１０は、前述した室内機３の各センサでの検出結果を、センサ入力部３４０を介して取り込む。さらには、ＣＰＵ３１０は、室外機２から送信される制御信号を、通信部３３０を介して取り込む。ＣＰＵ３１０は、取り込んだ検出結果や制御信号に基づいて、後述する運転停止中の冷媒の漏洩を監視するための駆動を含む室内ファン３２の駆動制御を行う。また、ＣＰＵ３１０は、使用者が図示しないリモコンを操作して設定した設定温度と、室温センサ７９で検出した室温との温度差を算出し、算出された温度差に基づいた要求能力を、通信部３３０を介して室外機２の室外機制御手段２００に送信する。

【0037】

＜空気調和機の動作＞
次に、本実施形態における空気調和機１の空調運転時の冷媒回路１０における冷媒の流れや各部の動作について、図１（Ａ）を用いて説明する。以下では、図中、実線で示した冷媒の流れに基づいて、室内機３が暖房運転を行う場合について説明する。なお、破線で示した冷媒の流れが冷房運転を示している。

【0038】

室内機３が暖房運転を行う場合、ＣＰＵ２１０は、図１（Ａ）に示すように四方弁２２を実線で示す状態、すなわち、四方弁２２のポートａとポートｄが連通するよう、また、ポートｂとポートｃが連通するよう、切り替える。これにより、冷媒回路１０において実線矢印で示す方向に冷媒が循環し、室外熱交換器２３が蒸発器として機能するとともに、室内熱交換器３１が凝縮器として機能する暖房サイクルとなる。

【0039】

圧縮機２１から吐出された高圧の冷媒は、吐出管６１を流れて四方弁２２に流入する。四方弁２２のポートａに流入した冷媒は、四方弁２２のポートｄから室外機ガス管６４を流れて、ガス側閉鎖弁２６を介してガス管５に流入する。ガス管５を流れる冷媒は、ガス管接続部３４を介して室内機３に流入する。

【0040】

室内機３に流入した冷媒は、室内機ガス管６８を流れて室内熱交換器３１に流入し、室内ファン３２の回転により室内機３の内部に取り込まれた室内空気と熱交換を行って凝縮する。このように、室内熱交換器３１が凝縮器として機能し、室内熱交換器３１で冷媒と熱交換を行って暖められた室内空気が図示しない吹出口から室内に吹き出されることによって、室内機３が設置された室内の暖房が行われる。

【0041】

室内熱交換器３１から流出した冷媒は、室内機液管６７を流れ、液管接続部３３を介して液管４に流入する。液管４を流れ、液側閉鎖弁２５を介して室外機２に流入した冷媒は、室外機液管６３を流れて膨張弁２４を通過する際に減圧される。前述したように、暖房運転時の膨張弁２４の開度は、圧縮機２１の吐出温度が所定の目標温度となるように調整される。

【0042】

膨張弁２４を通過して室外熱交換器２３に流入した冷媒は、室外ファン２７の回転により室外機２の内部に取り込まれた外気と熱交換を行って蒸発する。室外熱交換器２３から冷媒配管６２に流出した冷媒は、四方弁２２のポートｂ及びポートｃ、吸入管６６を流れ、圧縮機２１に吸入されて再び圧縮される。

【0043】

＜室内機の構造＞
次に、本実施形態に係る室内機３として、図２及び図３を用いて、床置き式の室内機３の構造の一例を説明する。図２は、室内機３の外観を示す斜視図、図３は、室内機３の内部構造を示す分解斜視図、図４は、室内機３の制御構成を示すブロック図である。空気調和機１は、室外機２と室内機３との間を循環する冷媒（例えば、Ｒ３２冷媒）と空気とを熱交換させて、室内機３から室内に向けて冷風や温風を吹き出して室内の冷房、暖房、除湿などを行う。

【0044】

図２に示すように、室内機３は、床面に設置される床置き式であり、筐体６と、筐体６の正面に設けられる吸込口３６と、吸込口３６の上下に設けられる上吹出口３５ｘ（吹出口３５）、下吹出口３５ｙ（吹出口３５）とを備えている。そして、図３に示すように、室内機３の内部には、吸込口３６と２つの吹出口３５とを結ぶ空気通路に熱交換器３１が備えられている。なお、本実施形態では、各要素の上下の区別を符号枝番ｘ／ｙ（ｘが上、ｙが下）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。

【0045】

図３に示すように、空気通路のうち上送風路３７ｘ（送風路３７）には上モータ３８ｘ（モータ３８）によって回転する上室内ファン３２ｘ（室内ファン３２）が設けられており、上室内ファン３７ｘは、上吹出口３５ｘを構成する上ケーシング３９ｘ（ケーシング３９）によって覆われている。同様に、下送風路３７ｙ（送風路３７）には下モータ３８ｙ（モータ３８）によって回転する下室内ファン３２ｙ（室内ファン３２）が設けられており、下室内ファン３２ｙは、下吹出口３５ｙを構成する下ケーシング３９ｙ（ケーシング３９）によって覆われている。なお、室内機３には、そのほかに、前述した室内機制御手段３００が格納される電装品箱３０１や、室内機３の運転状態を表示する表示部３０２、室温センサ７９が設けられている。

【0046】

一般的に、室内機３と室外機２の間で冷媒を循環させる空気調和機１において、室内機３側で冷媒が漏洩した場合は、漏洩した冷媒が床面付近に滞留して床面付近の冷媒濃度が上昇する。特に、可燃性冷媒又は本実施形態で使用するＲ３２冷媒のような微燃性冷媒を用いる場合は、漏洩した冷媒の濃度が可燃濃度に達する可能性がある。しかし、本実施形態の床置き式の室内機３であれば、室内ファン３２の動作によって吹き出される空気が床面付近を流れるので、漏洩した冷媒を室内に拡散させやすいという特徴がある。

【0047】

（制御部）
図４に示すように、空気調和機１には、赤外線リモコン、赤外線受光部などを有する操作部３０３の設定操作に応じて、室外機２や、室内機３の室内ファン３２、などを制御する室内機制御手段３００が設けられている。さらに、室内機制御手段３００には、冷媒の漏洩を検知するセンサである冷媒センサ３０４と、警報音を出力する警報機３０５とが接続されている。その冷媒センサ３０４による冷媒の漏洩検知に基づき、警報機３０５によって使用者に冷媒の漏洩を報知したり、室内ファン３２によって漏洩した冷媒を室内に拡散させたり、図示しない遮断弁によって冷媒の循環を遮断する、などの安全対策制御を行う。

【0048】

冷媒センサ３０４は、低濃度の冷媒を精度良く検知可能な半導体式の冷媒センサである。

【0049】

半導体式の冷媒センサ３０４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３０４ａと、検知部３０４ａを加熱するヒーター３０４ｂを備えている。検知部３０４ａ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、電気抵抗の低下量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る。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）の焼結体で形成される。

【0050】

このような検知部３０４ａのセンサ素子をヒーター３０４ｂの発熱で３００～４００℃に加熱すると、冷媒のような還元性の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。このセンサ素子の表面に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、冷媒の漏洩を検知することや漏洩した冷媒濃度を検出することが可能になる。

【0051】

＜冷媒漏洩の判定＞
空気調和機１は、上記のような構成の下、冷媒漏洩を以下のように判定する。なお、本実施形態に係る冷媒漏洩の判定については室外機２にも室内機３にも適用できるが、以下では、室内機３に適用した場合について説明する。

【0052】

室内機３は、前述のとおり、漏洩した冷媒の濃度を検出する冷媒センサ３０４と、筐体の内部に筐体の内外の空気を循環させる室内ファン３２と、冷媒センサ３０４及び室内ファン３２の動作を制御する室内機制御手段３００と、を備えている。室内機制御手段３００は、空気調和機１の運転停止中において、冷媒センサ３０４が所定以上のガス濃度を検出したとき、室内ファン３２を第１回転数によって動作させ、室内ファン３２の動作前後の単位時間当たりのガス濃度変化を比較して、室内機３の内部で冷媒が漏洩したか否かについて１次判定を行う。そして、室内ファン３２の動作前後の単位時間当たりのガス濃度変化が、室内ファン３２の動作前よりも室内ファン３２動作後のガス濃度変化が大きければ検出したガス濃度は外部ガスの濃度であり、冷媒は漏洩していないと推定し、室内ファン３２の動作前よりも室内ファン３２動作後のガス濃度変化が小さければ冷媒が漏洩したと推定する。このようにすれば、ガス濃度上昇の原因が、室内機３の内部に外部ガスが流入したため、または、室内機３の内部で冷媒が漏洩したためかを区別して、冷媒が漏洩したか否かを正確に判定できる。

【0053】

また、室内機制御手段３００は、第１回転数による動作の後、室内ファン３２を第１回転数よりも低い第２回転数によってさらに動作させ（又は、停止させ）、室内ファン３２の回転数が低下する前後（又は、停止前後）の単位時間当たりのガス濃度変化を比較して、室内機３の内部で冷媒が漏洩したか否かについて２次判定を行うようにしてもよい。そして、室内ファン３２の回転数が低下した前後（又は、停止前後）の単位時間当たりのガス濃度変化が、室内ファン３２の回転が低下した前（又は、停止前）よりも室内ファン３２回転数が低下した後（又は、停止後）のガス濃度変化が大きければ検出したガス濃度は外部ガスの濃度であり、冷媒は漏洩していないと推定し、室内ファン３２の回転数が低下した前（又は、停止前）よりも室内ファン３２回転数が低下した後（又は、停止後）のガス濃度変化が小さければ冷媒が漏洩したと推定する。

【0054】

１次判定と２次判定について、図５から図７を用いて説明する。図５及び図６は、縦軸にガス濃度Ｃ（％）、横軸に時間Ｔ（ｓ）を取り、室内ファン３２の動作に伴ってガス濃度がどのように変化するかを示している。図７は、判定の手順を説明するフローチャートである。以下の説明において、漏洩した冷媒を「冷媒ガス」と、室内機３が設置されている部屋において他のガス源から発生するガスを「外部ガス」と、冷媒ガスと外部ガスを区別しない場合のガスを単に「ガス」と表記する。

【0055】

外部ガスとしては、室内機３が設置されている室内で一時的に散布される、例えば、殺虫剤、消臭剤、芳香剤に含まれるガスのほか、何らかの腐敗物から発生するガスなどが挙げられる。

【0056】

室内機制御手段３００は、運転停止時に冷媒センサ３０４がガスを検出した場合であって、ガス濃度の検出値が安全対策を実行すべき設定値Ｃ_１より低い閾値Ｃ_０（所定のガス濃度）以上となったとき、室内ファン３２を第１回転数（図５及び図６において、回転数Ａｒｐｍ）で動作させる。そして、室内ファン３２の動作前のガス濃度変化を記憶部３２０に記憶させておき、室内ファン３２の動作の前後で、単位時間当たりのガス濃度変化を比較する。

【0057】

可燃性冷媒は、濃度が所定の範囲内であるとき引火する。この時の濃度範囲を可燃濃度範囲と呼び、この可燃濃度範囲の下限値をＬＦＬ（Lower Flammable Limit：燃焼下限値）と記載する。ここで、例えば、設定値Ｃ_１についてはＬＦＬの１／２とし、閾値Ｃ_０についてはＬＦＬの１／４とする。ちなみに、冷媒としてＲ３２を用いた場合、そのＬＦＬは１４．４％であり、許容濃度規制値は、ＬＦＬに安全率（１／４）を掛けた３．６％となる。

【0058】

図５に戻り、室内ファン３２が第１回転数Ａｒｐｍによって動作した後のガス濃度変化ΔＣ_ａ／ΔＴ_ａが、室内ファン３２が動作する前のガス濃度変化ΔＣ／ΔＴよりも大きくなった場合、冷媒は漏洩していないと判定（１次判定）する。すなわち、ガス濃度を上昇させた原因は外部ガスであり、室内ファン３２によって室内機３に外部ガスが吸い込まれたことによって、冷媒センサ３０４で検出するガス濃度変化が上昇したと推定される。

【0059】

これに対し、図６に示すように、室内ファン３２が第１回転数Ａｒｐｍによって動作した後のガス濃度変化ΔＣ_ａ／ΔＴ_ａが、室内ファン３２が動作する前のガス濃度変化ΔＣ／ΔＴよりも小さくなった場合（図６では、動作した後のガス濃度変化ΔＣ_ａ／ΔＴ_ａが負となった場合を示す）、冷媒が漏洩したと判定（１次判定）する。すなわち、ガス濃度を上昇させた原因は冷媒ガスであり、室内ファン３２によって室内機３から冷媒ガスが吹き出されたことによって、冷媒センサ３０４で検出するガス濃度変化が下降した（図６では、負となった）と推定される。

【0060】

ここで、上記の１次判定によって、ガス濃度変化ΔＣ_ａ／ΔＴ_ａが大きくなった場合は冷媒漏洩と判定しない一方、ガス濃度変化ΔＣ_ａ／ΔＴ_ａが小さくなった場合（例えば、負となった場合）は冷媒漏洩と判定することも可能であるが、室内機３からの冷媒漏洩と、室内の外部ガスの発生が同時に生じるような場合もあり得ることから、次のようにして、２次判定を行ってもよい。

【0061】

すなわち、室内機制御手段３００は、第１回転数Ａｒｐｍで室内ファン３２を所定時間（例えば、３０秒間）動作させた後、第１回転数Ａｒｐｍよりも低い第２回転数（図５及び図６において、回転数Ｂｒｐｍ）によってさらに所定時間（例えば、３０秒間）動作させる。そして、室内ファン３２の回転数低下前後の単位時間当たりのガス濃度変化を比較する。

【0062】

その結果、図５に示すように、室内ファン３２が第２回転数Ｂｒｐｍによって動作した後のガス濃度変化ΔＣ_ｂ／ΔＴ_ｂが、室内ファン３２が第１回転数Ａｒｐｍによって動作したときのガス濃度変化ΔＣ_ａ／ΔＴ_ａよりも小さくなった場合、冷媒は漏洩していないとより正確に判定（２次判定）できる。すなわち、ガス濃度を上昇させた原因が外部ガスであり、室内ファン３２の回転数が低くなったことに伴い室内機３に吸い込まれる外部ガスが減少したことによって、冷媒センサ３０４で検出するガス濃度変化が小さくなったと推定される。

【0063】

これに対し、図６に示すように、室内ファン３２が第２回転数Ｂｒｐｍによって動作したときのガス濃度変化ΔＣ_ｂ／ΔＴ_ｂが、室内ファン３２が第１回転数Ａｒｐｍによって動作したときのガス濃度変化ΔＣ_ａ／ΔＴ_ａよりも大きくなった場合（図６では、ガス濃度変化ΔＣ_ｂ／ΔＴ_ｂが正となった場合を示す）、冷媒が漏洩したとより正確に判定（２次判定）できる。すなわち、ガス濃度を上昇させた原因が冷媒ガスであり、室内ファン３２の回転数が低くなったことによって室内機３に吸い込まれる外部ガスが減少したにもかかわらず、室内機３の内部に存在する冷媒ガスが発生しつつあることによって、冷媒センサ３０４で検出するガス濃度変化が大きくなったと推定される。

【0064】

図５及び図６において、室内ファン３２を第１回転数Ａｒｐｍ又は第２回転数Ｂｒｐｍで動作させる時間（以下、所定時間と記載する）は、概ね３０秒間とすることが好ましい。これより短すぎると、冷媒センサ３０４の応答時間が不足して室内機３の内部の正確なガス濃度を検出できない。また、逆にこれより長すぎると、室内機３の内部と室内のガス濃度が均一化してしまい、ガス濃度に変化が見られなくなってしまう。なお、応答時間が多少変化するものの、冷媒センサ３０４が半導体式以外の赤外線式又は熱伝導式である場合も同様である。

【0065】

図６に示すように、ガス濃度を上昇させた原因が冷媒ガスであると推定した場合は、室内ファン３２の連続回転、攪拌、機械換気、遮断弁などの安全対策運転や、警報機３０５や警告灯（表示部３０２に配置）などの報知手段を動作させる。なお、上記の１次判定または２次判定を実行している途中でも、設定値Ｃ₁にガス濃度が達した時点で安全対策を実行する。一方、ガス濃度を上昇させた原因が外部ガスであると推定した場合は、安全対策は行わない。

【0066】

以上説明した判定の手順をフローチャートに示すと、図７のとおりである。すなわち、室内機制御手段３００は、室内ファン３２動作前のガス濃度変化ΔＣ／ΔＴを検出し（ステップＳＴ１）、ガス濃度Ｃが閾値Ｃ_０以上になると（ステップＳＴ２のＹｅｓ）、室内ファン３２を第１回転数Ａｒｐｍで動作させる（ステップＳＴ３）。一方、ガス濃度Ｃが閾値Ｃ_０未満（ステップＳＴ２のＮｏ）の場合、ガス濃度変化ΔＣ／ΔＴの検出を続ける。ここで、ステップＳＴ１において、ＣＰＵ２１０は、記憶手段である記憶部２２０から時間ｔ０（例えば１分）前のガス濃度の検出値ｃ０を読み出し、現在の時間ｔ１のガス濃度の検出値ｃ１との差から、検出値ｃの単位時間（ここでは、ｔ１－ｔ０）に対するガス濃度の検出値ｃの変化量ΔＣ／ΔＴ（＝（ｃ１－ｃ０）／（ｔ１－ｔ０））を算出する。

【0067】

室内機制御手段３００は、ステップＳＴ３の後、室内ファン３２動作後３０秒間のガス濃度変化ΔＣ_ａ／ΔＴ_ａを検出し（ステップＳＴ４）、ガス濃度変化ΔＣ_ａ／ΔＴ_ａがガス濃度変化ΔＣ／ΔＴよりも大きい場合（ステップＳＴ５のＹｅｓ）、ステップＳＴ６に進む。一方、ガス濃度変化ΔＣ_ａ／ΔＴ_ａがガス濃度変化ΔＣ／ΔＴよりも小さい場合は（ステップＳＴ５のＮｏ）、ステップＳＴ１０に進む。ステップＳＴ５が１次判定の判断である。

【0068】

そして、ガス濃度変化ΔＣ_ａ／ΔＴ_ａが室内ファン３２動作前のガス濃度変化ΔＣ／ΔＴよりも大きい場合（ステップＳＴ５のＹｅｓ）、室内機制御手段３００は、室内ファン３２を第１回転数Ａｒｐｍよりも低い第２回転数Ｂｒｐｍで動作させる（又は、停止させる）（ステップＳＴ６）。室内機制御手段３００は、室内ファン３２を第２回転数Ｂｒｐｍで動作後（又は、停止後）３０秒間のガス濃度変化ΔＣ_ｂ／ΔＴ_ｂを検出し（ステップＳＴ７）、ガス濃度変化ΔＣ_ｂ／ΔＴ_ｂがガス濃度変化ΔＣ_ａ／ΔＴ_ａよりも小さい場合（ステップＳＴ８のＹｅｓ）、ステップＳＴ９に進む。一方、ガス濃度変化ΔＣ_ｂ／ΔＴ_ｂがガス濃度変化ΔＣ_ａ／ΔＴ_ａよりも大きい場合は（ステップＳＴ８のＮｏ）、ステップＳＴ１０に進む。ＳＴ８が２次判定の判断である。

【0069】

ステップＳＴ９では、ガス濃度を上昇させた原因が外部ガスであると推定し、安全対策は行わない。一方、ステップＳＴ１０では、ガス濃度を上昇させた原因が冷媒ガスであると推定し、室内ファン３２の連続回転、攪拌、機械換気、遮断弁などの安全対策運転や、警報機３０５や警告灯（表示部３０２に配置）などの報知手段を動作させる。

【0070】

（実施形態の効果）
以上述べたように、空気よりも比重の重い可燃性、微燃性冷媒を使用した空気調和機１において、運転停止中に冷媒センサ３０４の検出値の変化があった場合に、室内機３内の室内ファン３２の回転数を制御してガス濃度変化を検出することで、冷媒漏洩を正確に判定することができる。このようにすれば、ガス濃度上昇の原因が、室内機３の内部に外部ガスが流入したため、または、室内機３の内部で冷媒が漏洩したためかを区別して、冷媒が漏洩したか否かを正確に判定できる。

【0071】

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は前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。

【0072】

例えば、前述した実施形態は、床置き式の室内機３を例として説明したが、本発明は壁掛け式の室内機や室外機でも実施することができる。

【0073】

また、前述の実施形態では、冷媒センサ３０４を室内機３の内部に配置することを想定しているが、室内機３の外部に配置してもよい。ただし、室内機３の外部に配置する場合、室内ファン３２を動作させることにより、筐体の内部に筐体の内外の空気を循環できる空間に設ける必要がある。

【0074】

また、前述の実施形態では、冷媒としてＲ３２を使用しているが、他の冷媒を使用した空気調和機であってもよい。ただし、冷媒の種類によってＬＦＬが異なるので、冷媒の種類に応じて規格値（ＬＦＬ＊１／４）を変更する必要がある。例えば、Ｒ３２のＬＦＬは１４．４％だが、Ｒ１２３４ｙｆは６．２％、Ｒ１２３４ｚｅは６．５％である。

【0075】

また、前述の実施形態では、２次判定において、室内ファン３２の回転数を第１回転数Ａｒｐｍよりも低い第２回転数Ｂｒｐｍで動作させたが、第２回転数Ｂｒｐｍとすることに代えて、室内ファン３２を停止してガス濃度変化を検出してもよい。室内ファン３２を停止した場合、筐体の内部に筐体の内外の空気が循環しないため、冷媒ガスの漏洩の判定を早めることもできる。なお、第２回転数Ｂｒｐｍの後に、室内ファン３２を停止してガス濃度変化を検出するようにしてもよい。

【符号の説明】

【0076】

１ 空気調和機
２ 室外機
３ 室内機
４ 液管
５ ガス管
６ 筐体
１０ 冷媒回路
１０ａ 室外機冷媒回路
１０ｂ 室内機冷媒回路
２１ 圧縮機
２２ 四方弁
２３ 室外熱交換器
２４ 膨張弁
２５ 液側閉鎖弁
２６ ガス側閉鎖弁
２７ 室外ファン
３１ 室内熱交換器
３２ 室内ファン
３３ 液管接続部
３４ ガス管接続部
３５ 吹出口
３６ 吸入口
３７ 送風路
３８ モータ
３９ ケーシング
６１ 吐出管
６２ 冷媒配管
６３ 室外機液管
６４ 室外機ガス管
６６ 吸入管
６７ 室内機液管
６８ 室内機ガス管
７１ 吐出圧力センサ
７２ 吸入圧力センサ
７３ 吐出温度センサ
７４ 吸入温度センサ
７５ 熱交温度センサ
７６ 外気温度センサ
７７ 液側温度センサ
７８ ガス側温度センサ
７９ 室温センサ
２００ 室外機制御手段
２１０ ＣＰＵ
２２０ 記憶部
２３０ 通信部
２４０ センサ入力部
３００ 室内機制御手段
３０１ 電装品箱
３０２ 表示部
３０３ 操作部
３０４ 冷媒センサ
３０５ 警報機
３１０ ＣＰＵ
３２０ 記憶部
３３０ 通信部
３４０ センサ入力部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】