| 【発明の名称】 |
冷凍装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】星野 仁
【氏名】茂木 淳一
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| 【要約】 |
【課題】
【解決手段】冷凍装置は、圧縮機（１６）、凝縮器（１７）、キャピラリーチューブ（４１）及び冷却器（１９）などを順次冷媒配管（２１）で接続して冷凍サイクルを構成しており、圧縮機で気体状の冷媒を加圧して、凝縮器に吐出し、この凝縮器で冷媒を冷却して液化し、ついで、キャピラリーチューブで減圧した後に、冷却器に供給して、再び、冷媒を圧縮機に戻している。さらに、冷凍装置には、冷媒漏れセンサー（３１）が冷媒漏れを検出した際に冷媒の流れを遮断する第１の開閉弁（２６）および第２の開閉弁（４３）が各々、冷却器の流出口と凝縮器の流入口（１７ａ）との間の冷媒配管および、凝縮器の流出口（１７ｂ）と冷却器の流入口（１９ａ）との間の冷媒配管に設けられている。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 圧縮機、凝縮器、減圧装置及び冷却器などを順次冷媒配管で接続して冷凍サイクルを構成しており、圧縮機で気体状の冷媒を加圧して、凝縮器に吐出し、この凝縮器で冷媒を冷却して液化し、ついで、減圧装置で減圧した後に、冷却器に供給して、再び、冷媒を圧縮機に戻している冷凍装置において、冷凍装置からの冷媒漏れを検出する冷媒漏れセンサーが設けられ、かつ、この冷媒漏れセンサーが冷媒漏れを検出した際には冷媒の流れを遮断する第１の開閉弁が、冷却器の流出口と凝縮器の流入口との間の冷媒配管に設けられているとともに、冷媒漏れセンサーが冷媒漏れを検出した際には冷媒の流れを遮断する第２の開閉弁が、凝縮器の流出口と冷却器の流入口との間の冷媒配管に設けられていることを特徴とする冷凍装置。
【請求項２】 前記減圧装置が膨張弁で構成され、この膨張弁が前記第２の開閉弁を兼ねていることを特徴とする請求項１記載の冷凍装置。
【請求項３】 前記減圧装置がキャピラリーチューブで構成され、かつ、このキャピラリーチューブの流出口と冷却器の流入口との間の冷媒配管に、前記第２の開閉弁が設けられているとともに、冷媒漏れセンサーが冷媒漏れを検出した際には冷媒の流れを遮断する第３の開閉弁が、凝縮器の流出口とキャピラリーチューブの流入口との間の冷媒配管に設けられていることを特徴とする請求項１記載の冷凍装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧縮機、凝縮器、減圧装置及び冷却器などを順次冷媒配管で接続して冷凍サイクルを構成している冷凍装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この様な冷凍装置は、圧縮機で気体状の冷媒を加圧して、凝縮器に吐出し、この凝縮器で冷媒を冷却して液化し、ついで、減圧装置で減圧した後に、冷却器に供給して、再び、冷媒を圧縮機に戻しており、冷媒は冷凍サイクル内を循環している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、冷却器などに孔が発生し、この孔から冷媒がリークすなわち漏れると、冷却器内の冷媒は勿論のこと、冷凍サイクル内の他の部分の冷媒、例えば、凝縮器内の冷媒も、冷凍サイクル内を流れて、冷却器の孔からリークすることになる。そして、最終的には、冷凍サイクル内の略全ての冷媒が、冷凍装置の外に漏れることになる。そのため、冷媒の損失が大きくなっている。
【０００４】本発明は、以上のような課題を解決するためのもので、冷媒の漏れが発生した際に、漏れる冷媒の量を極力減少させることができる冷凍装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の冷凍装置は、圧縮機（１６）、凝縮器（１７）、減圧装置（１８，４１）及び冷却器（１９）などを順次冷媒配管（２１）で接続して冷凍サイクルを構成しており、圧縮機で気体状の冷媒を加圧して、凝縮器に吐出し、この凝縮器で冷媒を冷却して液化し、ついで、減圧装置で減圧した後に、冷却器に供給して、再び、冷媒を圧縮機に戻している。そして、前記課題を解決するために、この冷凍装置には、冷凍装置からの冷媒漏れを検出する冷媒漏れセンサー（３１，５１）が設けられ、かつ、この冷媒漏れセンサーが冷媒漏れを検出した際には冷媒の流れを遮断する第１の開閉弁（２６）および第２の開閉弁（１８，４３）が各々、冷却器の流出口と凝縮器の流入口（１７ａ）との間の冷媒配管および、凝縮器の流出口（１７ｂ）と冷却器の流入口（１９ａ）との間の冷媒配管（２１ｂ）に設けられている。
【０００６】また、前記減圧装置が膨張弁で構成され、この膨張弁が前記第２の開閉弁を兼ねていることがある。
【０００７】さらに、前記減圧装置がキャピラリーチューブで構成され、かつ、このキャピラリーチューブの流出口（４１ａ）と冷却器の流入口との間の冷媒配管（２１ｃ）に、前記第２の開閉弁が設けられているとともに、冷媒漏れセンサーが冷媒漏れを検出した際には冷媒の流れを遮断する第３の開閉弁（４８）が、凝縮器の流出口とキャピラリーチューブの流入口（４１ｂ）との間の冷媒配管（２１ｄ）に設けられていることがある。
【０００８】
【発明の実施の形態】次に、本発明における冷凍装置の実施の第１の形態を図１および図２を用いて説明する。図１は本発明における冷凍装置が設けられている冷凍冷蔵庫の断面図である。図２は実施の第１の形態の冷凍装置の冷媒回路図である。
【０００９】冷却貯蔵庫である冷凍冷蔵庫の本体は、前面が開口している断熱箱体１で構成されている。断熱箱体１の内部空間すなわち庫内２は、略水平な２個の断熱仕切り壁３，４で、３個の空間に仕切られ、上部空間が冷蔵室６、中央部の空間が冷凍室７、また、下部空間が野菜室８となっている。そして、冷蔵室６、冷凍室７および野菜室８の前面開口は、断熱扉１１で開閉自在に閉塞されている。
【００１０】また、図２に図示する冷凍装置は、圧縮機１６、凝縮器１７、減圧装置である膨張弁１８、冷却器１９および気液分離器であるアキュムレーター２０などを、順次冷媒配管２１で接続して、冷凍サイクルを構成している。冷却器１９は、冷却器用送風機２３とともに、庫内２に配置されており、冷却器１９で冷却された冷気は、図１の矢印で図示するように循環して、庫内２を冷却している。
【００１１】さらに、圧縮機１６の吐出口１６ａと凝縮器１７の流入口１７ａとを接続する冷媒配管２１ａには、電磁弁などからなる第１の開閉弁２６が設けられている。そして、圧縮機１６、凝縮器１７、膨張弁１８、アキュムレーター２０および開閉弁２６などは、断熱箱体１の後部下側に形成されている機械室２７すなわち庫外に配置されている。また、冷凍サイクル内の冷媒としては、たとえば、イソブタン、ペンタンやプロパンなどの炭化水素系冷媒すなわちＨＣ冷媒が採用されている。
【００１２】さらに、冷却器１９の下方には、冷媒漏れを検出する冷媒漏れセンサー３１が配置されている。この冷媒漏れセンサー３１は、マイコンなどの制御装置３４に接続され、冷媒漏れセンサー３１の検出信号は、制御装置３４に入力されている。一方、制御装置３４の出力側には、第２の開閉弁としての膨張弁１８および第１の開閉弁２６が接続され、制御装置３４の出力により、膨張弁１８および開閉弁２６は開閉されるようになっている。第２の開閉弁としての膨張弁１８は、前述のように、凝縮器１７の流出口１７ｂと冷却器１９の流入口１９ａとの間の冷媒配管２１ｂに配設されている。
【００１３】この様に構成されている冷凍装置は、通常時は、開閉弁２６および膨張弁１８は開いている。そして、圧縮機１６が稼働すると、圧縮機１６は、気体状の冷媒を加圧して、吐出口１６ａから凝縮器１７に吐出する。この凝縮器１７で冷媒は空冷されて液化し、ついで、膨張弁１８に流入して減圧された後に、冷却器１９に供給される。この冷却器１９において、冷媒は周囲の熱を奪い、そして、アキュムレーター２０に流入し、液体状の冷媒を分離して気体状の冷媒のみが、再び、圧縮機１６に戻っている。この様にして、冷却器１９は周囲の空気を冷却することができ、冷却器１９で冷却された冷気は、前述のように冷却器用送風機２３で庫内２を循環している。
【００１４】ところで、冷却器１９などに孔が生じ、炭化水素系冷媒が冷却器１９から庫内２に漏れると、この炭化水素を冷媒漏れセンサー３１が検出し、検出信号を制御装置３４に出力する。制御装置３４は、冷媒漏れセンサー３１から検出信号が入力されると、冷媒が漏れたと判断し、膨張弁１８および開閉弁２６に閉信号を出力して、膨張弁１８および開閉弁２６を完全に閉じ、冷媒の流れを遮断する。
【００１５】したがって、冷却器１９、アキュムレーター２０や圧縮機１６などの冷媒は、孔から流出するが、第１の開閉弁２６から膨張弁１８までの間の冷媒が孔から流出することは阻止される。この第１の開閉弁２６から膨張弁１８までの間には、凝縮器１７が配置され、冷媒の圧力が高いとともに、冷媒は液化しており、比較的多量の冷媒が存在している。その結果、冷媒が多量に庫内２に漏れることを極力防止することができる。
【００１６】なお、冷媒が漏れていない通常時は、冷媒漏れセンサー３１は炭化水素を検出していないので、検出信号を出力していない。そのため、制御装置３４は、冷媒が漏れていないと判断し、膨張弁１８および開閉弁２６に開信号を出力して、膨張弁１８および開閉弁２６を開け、冷媒の流れを許容している。
【００１７】前述の様に、冷却貯蔵庫の庫内２には、冷却器１９および冷媒漏れセンサー３１が配置され、一方、庫外には、凝縮器１７が配置されており、冷媒漏れセンサー３１が冷媒の漏れを検出した際には、第１の開閉弁２６および第２の開閉弁（膨張弁１８）が閉じて、冷却器１９と凝縮器１７との間の冷媒の行き来を阻止している。この様にして、凝縮器１７内の炭化水素系の冷媒が庫内２に漏れることを防止している。したがって、密閉空間である庫内２における炭化水素の濃度が高くなることを極力防止することができる。この炭化水素は可燃性であり、特に庫内に漏れた炭化水素の濃度を低く抑えることは、非常に需要なことである。
【００１８】また、機械室２７に設置されている凝縮器１７から冷媒が漏れた場合には、比較的多量の炭化水素が放出されるが、外気に拡散されるので、炭化水素の濃度は比較的低く維持することができる。
【００１９】次に、本発明における冷凍装置の実施の第２の形態について図３を用いて説明する。図３は実施の第２の形態の冷凍装置の冷媒回路図である。なお、この実施の第２の形態の説明において、前記実施の第１の形態の構成要素に対応する構成要素には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００２０】実施の第１の形態においては、膨張弁１８が、冷媒の圧力を減圧させる減圧装置としての機能および、第２の開閉弁としての機能を有していたが、実施の第２の形態においては、減圧装置として、膨張弁１８に代えて、キャピラリーチューブ４１が設けられている。また、キャピラリーチューブ４１の流出口４１ａと、冷却器１９の流入口１９ａとの間の冷媒配管２１ｃに、電磁弁などの第２の開閉弁４３が設けられている。なお、一般的には、膨張弁は、冷媒の圧力を減圧させるだけで、冷媒の流れの遮断は行わない。
【００２１】この第２の開閉弁４３は、実施の第１の形態の膨張弁１８と異なり、減圧機能は殆ど有していないが、膨張弁１８と同じように作動して、冷媒漏れ時には閉じ、冷媒の流れを遮断し、一方、冷媒が漏れていない通常時には、開いて、冷媒の流れを許容している。
【００２２】次に、本発明における冷凍装置の実施の第３の形態について図４を用いて説明する。図４は実施の第３の形態の冷凍装置の冷媒回路図である。なお、この実施の第３の形態の説明において、前記実施の第１の形態および実施の第２の形態の構成要素に対応する構成要素には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００２３】実施の第３の形態においては、第３の開閉弁４８が、凝縮器１７の流出口１７ｂとキャピラリーチューブ４１の流入口４１ｂとの間の冷媒配管２１ｄに設けられている。また、機械室２７には、庫外用の冷媒漏れセンサー５１が設けられ、制御装置３４の入力側に接続されている。
【００２４】そして、冷媒漏れセンサー３１，５１の何れかが、炭化水素を検出すると、前述の実施の形態と同様にして、制御装置３４は冷媒漏れと判断して、開閉弁２６，４３，４８を閉じている。この様に、庫外用の冷媒漏れセンサー５１が設けられているので、冷媒が庫内２に漏れた場合だけでなく、冷媒が庫外に漏れた場合にも、開閉弁を閉じることができ、極力冷媒の漏れを減少させることができる。
【００２５】また、第３の開閉弁４８が設けられているので、キャピラリーチューブ４１から冷媒が漏れた場合にも、冷却器１９の冷媒は勿論のこと、凝縮器１７の冷媒が漏れることを防止することができる。同様に、凝縮器１７から冷媒が漏れた場合にも、冷却器１９の冷媒は勿論のこと、キャピラリーチューブ４１の冷媒が漏れることを防止することができる。この様に、開閉弁２６が３個以上設けられていると、より効率よく冷媒の漏れを防止することができる。
【００２６】以上、本発明の実施の形態を詳述したが、本発明は、前記実施の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で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更例を下記に例示する。
（１）実施の形態においては、冷凍装置は、冷凍冷蔵庫に用いられているが、他の用途、たとえば、製氷機などに採用することも可能である。ただし、冷凍冷蔵庫などの冷却貯蔵庫の場合には、庫内への冷媒の漏れを極力削減することができるので、冷却貯蔵庫に採用することが最適である。
【００２７】（２）開閉弁は、少なくとも２個以上有れば、その数量は適宜変更可能である。また、実施の形態においては、第１の開閉弁２６は、圧縮機１６の吐出口１６ａと凝縮器１７の流入口１７ａとの間の冷媒配管２１ａに設けられているが、冷却器１９の流出口と凝縮器１７の流入口１７ａとの間の冷媒配管２１に設けられているならば、その配置位置は適宜変更可能である。たとえば、第１の開閉弁２６を、冷却器１９の流出口とアキュムレーター２０の流入口との間の冷媒配管２１に設置することも可能である。ただし、冷媒は、圧力が高い部分に比較的多量に存在しているので、第１の開閉弁２６は圧縮機１６の吐出口１６ａと凝縮器１７の流入口１７ａとの間の冷媒配管２１ａに設けられていることが好ましい。また、炭化水素系冷媒を使用している場合で、特に庫内への漏れを極力削減したい場合には、冷媒配管の庫内への流出入口に開閉弁を配置してもよい。
（３）実施の形態においては、冷媒漏れセンサー３１は冷却器１９の下方に配置されているが、冷凍装置からの冷媒漏れを検出することができるならば、冷媒漏れセンサー３１の配置は適宜変更可能である。ただし、炭化水素は、空気よりも比重が大きいので、炭化水素の溜まり易い部分たとえば冷却器の下方に設置することが好ましい。
【００２８】（４）実施の形態においては、冷媒は炭化水素系冷媒が採用されているが、冷媒の種類は適宜選択可能で、フロンであることも可能である。なお、炭化水素系冷媒は可燃性であり、冷凍装置から多量に漏れることを防止することが重要である。したがって、この発明は、炭化水素系冷媒を採用している冷凍装置に適応することが最適である。
（５）制御装置３４の出力側に、警報装置、圧縮機１６や冷却器用送風機２３などを接続し、冷媒漏れセンサーが冷媒の漏れの信号を制御装置３４に出力した際に、制御装置３４が、警報装置に作動信号を、また、圧縮機１６や冷却器用送風機２３に停止信号を出力することも可能である。この様にして、冷媒が漏れた際に、警報装置を作動させたり、また、圧縮機１６や冷却器用送風機２３を停止させたりすることができる。
【００２９】（６）実施の形態では、冷媒漏れが発生していない通常時において、開閉弁２６，１８，４３，４８は、常時開いているが、必ずしも、常時開いている必要はなく、たとえば、圧縮機１６の停止時には閉めていることも可能である。
【００３０】
【発明の効果】本発明によれば、冷媒漏れセンサーが、冷凍装置からの冷媒漏れを検出しており、この冷媒漏れセンサーが冷媒漏れを検出した際には、第１の開閉弁および第２の開閉弁が閉じて冷媒の流れを遮断している。そして、この第１の開閉弁および第２の開閉弁は各々、冷却器の流出口と凝縮器の流入口との間の冷媒配管、および、凝縮器の流出口と冷却器の流入口との間の冷媒配管に設けられている。したがって、冷媒漏れセンサーが、冷凍装置からの冷媒漏れを検出して、第１の開閉弁および第２の開閉弁が閉じられると、凝縮器と冷却器とは、相互に冷媒の行き来が不能となる。そのため、万一、たとえば、冷却器または凝縮器の一方から冷媒が漏れても、冷却器または凝縮器の他方の冷媒が漏れることは阻止することができる。その結果、冷凍装置内の冷媒が全て漏れることを防止することができ、冷媒の漏れ量を減少させることができる。特に、凝縮器には比較的多量の冷媒が存在しているが、冷却器から冷媒が漏れた際に、開閉弁が閉じるので、凝縮器の比較的多量の冷媒は冷却器から殆ど漏れない。
【００３１】また、前記減圧装置が膨張弁で構成され、この膨張弁が前記第２の開閉弁を兼ねている場合には、膨張弁とは別に、別途第２の開閉弁を設ける必要がなく、部品コストを削減することができる。
【００３２】さらに、前記減圧装置がキャピラリーチューブで構成され、かつ、このキャピラリーチューブの流出口と冷却器の流入口との間の冷媒配管に、前記第２の開閉弁が設けられているとともに、第３の開閉弁が、凝縮器の流出口とキャピラリーチューブの流入口との間の冷媒配管に設けられている場合には、冷凍装置の冷凍サイクルが、３個の開閉弁で３区画に分割されており、１区画で冷媒が漏れても、他の２区画の冷媒は殆ど漏れない。したがって、より効率よく、冷媒の漏れを防止することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００１８８９
【氏名又は名称】三洋電機株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年９月１７日（１９９８．９．１７） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１００１０３７２４
【弁理士】
【氏名又は名称】前田 正夫
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| 【公開番号】 |
特開２０００−８８４０７（Ｐ２０００−８８４０７Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年３月３１日（２０００．３．３１） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−２６２１７２ |
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