漏洩検出装置及び空調装置
【課題】流体の漏洩を精度よく検出する。
【解決手段】漏洩の発生による被覆材１２の変化にともなって上昇する歪みゲージ１３１，１３２の抵抗値に基づいて、冷媒の漏洩を検出する。被覆材１２は、例えば汚れが付着していたり、結露していたとしても、流出した冷媒の量に比例して膨張する。このため、精度よく漏洩を検出することができる。また、被覆材１２の素材を、漏洩検出装置１０の用途や、使用環境に応じて選択することで、装置の経年劣化による検出不良を長期にわたって抑制することができる。
【解決手段】漏洩の発生による被覆材１２の変化にともなって上昇する歪みゲージ１３１，１３２の抵抗値に基づいて、冷媒の漏洩を検出する。被覆材１２は、例えば汚れが付着していたり、結露していたとしても、流出した冷媒の量に比例して膨張する。このため、精度よく漏洩を検出することができる。また、被覆材１２の素材を、漏洩検出装置１０の用途や、使用環境に応じて選択することで、装置の経年劣化による検出不良を長期にわたって抑制することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、漏洩検出装置及び空調装置に関し、更に詳しくは、流体の漏洩を検出する漏洩検出装置、及び前記漏洩検出装置を備える空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
空調装置は、冷却対象となる空間（冷却対象空間）と外部空間との間を循環する冷媒の冷凍サイクルを利用して、冷却対象空間の冷却を行う。冷媒の循環には、一般に、冷却対象空間と外部空間との間に敷設された銅管が用いられる。これらの銅管は、例えば継手やフレアナットによって、コンプレッサや熱交換器に接続される。
【０００３】
この種の装置では、接続箇所のゆるみや、銅管の経年劣化等が原因で、銅管を循環する冷媒が外部に漏洩することがある。冷媒の漏洩は、装置の冷却効率を低下させるばかりでなく、装置の用途によっては、予想外の不具合を誘発させることがある。そこで、冷媒の漏洩を検出する技術が種々提案されている（例えば特許文献１及び２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００９／０５４３５３号
【特許文献２】特開２００７−８５８９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された漏洩検知方法は、漏洩が予想される箇所に配置された流体保持体のインピーダンスが、冷媒の漏洩が発生する前と、発生した後で変化することを利用して、冷媒の漏洩を検知するものである。しなしながら、流体保持体のインピーダンスは、汚れの付着や、結露などによっても変化してしまう。このため、周囲環境の温度や湿度が変化することにより、誤検出が発生することが考えられる。また、流体保持体の経年劣化が進行すると、インピーダンスが変化する。この場合には、冷媒の漏洩を精度良く検出することが困難になる。
【０００６】
特許文献２に記載された装置は、冷媒が循環するパイプの内部空間と外部空間との間に形成された空間に位置するセンサを用いて、漏洩が始まる前に上述の空間に進入する冷媒を検出することによって、冷媒の漏洩を事前に検知する。しかしながら、内部空間と外部空間との間に新たな空間を形成すると、パイプの接続箇所が２重構造となり、十分な接続強度が得られないことが考えられる。
【０００７】
本発明は、上述の事情の下になされたもので、長期にわたって、流体の漏洩を精度良く検出することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の漏洩検出装置は、
内部に流体が存在する配管を被覆する被覆材と、
前記被覆材の変化を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果に基づいて、前記流体の漏洩の有無を判断する判断手段と、
前記検出結果を、前記判断手段に伝送する伝送手段と、
を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、流体の漏洩に起因して生じる被覆材の変化が検出される。そして、被覆材の変化度合いに基づいて、配管からの漏洩が検出される。このため、汚れに強く、劣化の進行が遅い素材を被覆材として用いることで、長期にわたって流体の漏洩を精度よく検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態に係る漏洩検出装置を示す図である。
【図２】被覆材、継手及び銅管の位置関係を示す図である。
【図３】漏洩検出装置の動作を説明するための図である。
【図４】変形例１に係る漏洩検出装置を示す図である。
【図５】変形例１に係る漏洩検出装置の動作を説明するための図である。
【図６】変形例２に係る漏洩検出装置を示す図である。
【図７】変形例２に係る漏洩検出装置の動作を説明するための図である。
【図８】変形例３に係る漏洩検出装置の別例を示す図である。
【図９】変形例３に係る漏洩検出装置の動作を説明するための図である。
【図１０】変形例４に係る漏洩検出装置を示す図である。
【図１１】変形例５に係る漏洩検出装置を示す図である。
【図１２】変形例５に係る漏洩検出装置の動作を説明するための図である。
【図１３】第２の実施形態に係る空調装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
《第１の実施形態》
以下、本発明の第１の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。図１は、本実施形態に係る漏洩検出装置１０を示す図である。この漏洩検出装置１０は、継手５１と銅管５０の接続部から漏洩する流体を検出する装置である。図１に示されるように、漏洩検出装置１０は、継手５１と銅管５０との接続部を被覆する被覆材１２、被覆材１２に設けられた２つの歪みゲージ１３１，１３２、これらの歪みゲージ１３１，１３２にケーブル２０を介して接続される判断装置１１を有している。
【００１２】
銅管５０及び継手５１は、例えば空調装置の室外ユニットと室内ユニットとの間を循環する冷媒の通路を構成している。図２に示されるように、銅管５０の端部にはフランジ５０ａが形成されている。銅管５０の端部に装着されたフレアナット５３が、継手５１のおねじ部５１ａに螺合されることで、フランジ５０ａが、パッキン６０を介して、継手５１に密着する。これにより、継手５１と銅管５０とが相互に接続される。
【００１３】
被覆材１２は、銅管５０及び継手５１の接続部をフレアナット５３とともに被覆している。この被覆材１２は、例えば樹脂、ラバー、及びシリコン等の比較的弱い力で変形或いは破断する素材からなる。
【００１４】
この被覆材１２による接続部の被覆は、例えば筒状に成形された樹脂からなる被覆材１２に、銅管５０と継手５１の接続部が挿入された状態で、被覆材１２を収縮させることにより行う。
【００１５】
歪みゲージ１３１，１３２は、変形すると抵抗値が大きくなる素子である。これらの歪みゲージ１３１，１３２は、絶縁シートと、絶縁シートの表面に形成された導体パターンを有している。図１に示されるように、歪みゲージ１３１，１３２それぞれは、フレアナット５３を挟むように配置され、被覆材１２に密着した状態となっている。
【００１６】
判断装置１１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、及び主記憶部等を備えるマイクロコンピュータである。この判断装置１１は、ケーブル２０を介して歪みゲージ１３１，１３２の抵抗値を計測する。そして、歪みゲージ１３１，１３２の抵抗値が閾値以上になった場合に、銅管５０と継手５１との接続部から冷媒が漏洩していると判断し、判断結果を外部装置へ出力する。
【００１７】
判断装置１１による判断結果の出力は、例えば、接続部からの漏洩がなく、判断装置１１による判断が否定された場合に、ローレベルとなり、接続部からの漏洩が発生し、判断装置１１による判断が肯定された場合に、ハイレベルとなる検出信号を出力することにより行う。
【００１８】
次に、上述のように構成された漏洩検出装置１０の動作について説明する。銅管５０と継手５１との接続部から冷媒が漏洩すると、漏洩した冷媒は銅管５０と被覆材１２との隙間、及び継手５１と被覆材１２との隙間に進入する。そして、接続部からの漏洩が継続すると、図３に示されるように、被覆材１２が膨張し変形する。被覆材１２が変形すると、被覆材１２に密着した歪みゲージ１３１，１３２も同様に変形し、歪みゲージ１３１，１３２の抵抗値が上昇する。
【００１９】
判断装置１１は、ケーブル２０を介して、歪みゲージ１３１，１３２の抵抗値を監視する。そして、歪みゲージ１３１，１３２のいずれかの抵抗値が閾値以上になった場合に、検出信号の値をハイレベルにする。これにより、漏洩の発生が外部へ通知される。
【００２０】
以上説明したように、本実施形態では、漏洩の発生による被覆材１２の変化にともなって上昇する歪みゲージ１３１，１３２の抵抗値に基づいて、冷媒の漏洩が検出される。被覆材１２は、例えば汚れが付着したり、結露したとしても、流出した冷媒の量に比例して膨張する。このため、精度よく漏洩を検出することができる。また、被覆材１２の素材を、漏洩検出装置１０の用途や、使用環境に応じて選択することで、装置の経年劣化による検出不良を長期にわたって抑制することができる。
【００２１】
なお、上記実施形態では、被覆材１２の素材が樹脂等であることとした。被覆材１２は、接続部から流体が漏洩することによって、少なくとも一部が変形すればよい。したがって、被覆材１２の素材は、上述した樹脂等に限定されるものではない。
【００２２】
上記実施形態では、銅管５０と継手５１の接続部を、筒状に成形された被覆材１２を、用いて被覆することとした。これに限らず、被覆材１２として、例えばシート状の素材を用い、このシート状の素材を接続部に貼り付けることによって、接続部を被覆することとしてもよい。
【００２３】
接続部に液状の樹脂を、刷毛を用いて塗布し、或いはスプレーした後に、塗布された樹脂を硬化させて、接続部を被覆する被覆材１２を形成することとしてもよい。この場合には、紫外線硬化性を有する樹脂、空気に接触すると硬化する樹脂を被覆材１２として用いることが考えられる。
【００２４】
被覆材１２は、できるだけ銅管５０及び継手５１に隙間無く密着させるのが好ましい。例えば、被覆材１２と、銅管５０或いは継手５１との間に隙間があると、この隙間から、漏洩した流体が外部に排出されてしまう。この場合には、被覆材１２の内部の圧力が十分に上がらないため、被覆材１２の変化量が小さくなってしまう。一方、被覆材１２が、銅管５０及び継手５１に隙間無く密着している場合には、被覆材１２の内部に進入した流体が外部に漏れることがない。このため、被覆材１２の内部の圧力が十分に上がり、被覆材１２が大きく変化する。これにより、精度よく流体の漏洩を検出することが可能となる。また、銅管５０及び継手５１に密着した被覆材１２は、漏洩の進行を抑制する。このため、被覆材１２は、銅管５０及び継手５１に密着していることが好ましい。
【００２５】
被覆材１２として用いる材料は、必ずしも一体成形されたものである必要はなく、複数の部材から構成されていてもよい。この場合は、複数の部材のうちの少なくとも１つが、容易に変形し、或いは破断する部材であることが望ましい。
【００２６】
複数の部材からなる被覆材１２を用いて、銅管５０と継手５１との接続部を被覆する場合には、被覆材１２を構成する部材同士を、それぞれが相互に密着するように接続する必要がある。部材同士が隙間無く密着している場合には、接続部からの漏洩により、被覆材１２が大きく変形するため、精度よく流体の漏洩を検出することができる。
【００２７】
本実施形態では、図１に示されるように、歪みゲージ１３１，１３２が被覆材１２の内側に配置されている。これに限らず、歪みゲージ１３１，１３２は、被覆材１２の外側に配置されていてもよい。また、被覆材１２と一体化されていてもよい。この場合には、被覆材１２の表面或いは内部に、変形により抵抗値が変化する導体パターンを形成することが考えられる。被覆材１２と一体化した歪みゲージを用いることで、被覆材１２に対する歪みゲージ１３１，１３２の取り付けミスを防止することができる。
【００２８】
本実施形態では、銅管５０及び継手５１の一端と、フレアナット５３が、被覆材１２によって被覆されている。これに限らず、銅管５０、継手５１，及びフレアナット５３の全部を被覆材１２を用いて覆うこととしてもよい。特に、漏洩が発生すると予想される箇所の特定が困難である場合や、漏洩に起因する被害の拡大が予想される場合等には、配管の大部分を被覆材１２で被覆するのが好ましい。
【００２９】
具体的には、配管を循環する流体が、ＨＦＣ冷媒のように可燃性を有する場合には、冷媒の漏洩により、建物火災や爆発が危惧される。また、流体が人体に悪影響を与えるものである場合には、流体の漏洩により生活環境に悪影響を及ぼすことが考えられる。このような場合には、配管の大部分を被覆材１２で被覆することで、漏洩に起因する被害の拡大を抑制することができる。
【００３０】
本実施形態では、判断装置１１が、判断結果に応じた値の検出信号を出力することとした。これに限らず、判断装置１１は、歪みゲージ１３１，１３２の抵抗値を時系列的に記憶してデータベースを生成し、必要に応じて抵抗値に関するデータを外部装置へ出力することとしてもよい。これにより、データベースを参照することで、漏洩の発生頻度、漏洩の程度、流出した流体の量、設備の経年劣化の進行状況などを把握することが可能となる。また、設備のメンテナンス計画や修繕に必要なコストを、ある程度正確に把握することが可能となる。
【００３１】
本実施形態では、歪みゲージ１３１，１３２と判断装置１１が、ケーブル２０によって接続されている。これに限らず、歪みゲージ１３１，１３２と、判断装置１１の設置位置とが遠く離れている場合には、歪みゲージ１３１，１３２の抵抗値を、無線通信を利用して判断装置１１へ通知することとしてもよい。この場合には、歪みゲージ１３１，１３２に、歪みゲージ１３１，１３２から出力される信号を変調して送信する送信機を接続し、判断装置１１に送信機からの出力信号を受信する受信器を配置することが考えられる。
【００３２】
また、歪みゲージ１３１，１３２と判断装置１１とを銅管５０を介して接続し、判断装置１１は、銅管５０を介して、歪みゲージ１３１，１３２の抵抗を計測することとしてもよい。更に、判断装置１１への電力の供給を、銅管５０を介して行ってもよい。
【００３３】
本実施形態では、銅管５０と継手５１とが、フレアナットによって接続されている場合について説明した。これに限らず、銅管５０は、継手５１に溶接されることにより、継手５１に接続されていてもよい。この場合にも上述した要領で、銅管５０及び継手５１との接続部からの漏洩を検出することができる。
【００３４】
本実施形態に係る漏洩検出装置１０の構成は一例であり、種々の変形が可能である。以下、本実施形態に係る漏洩検出装置１０の変形例について説明する。なお、本実施形態に係る漏洩検出装置１０と同一又は同等の構成については、同等の符号を用いる。
【００３５】
《変形例１》
図４は、変形例１に係る漏洩検出装置１０Ａを示す図である。図４に示されるように、漏洩検出装置１０Ａを構成する被覆材１２の両側には、例えば銅やアルミを素材とする金属線１４１，１４２が巻き付けられている。そして、金属線１４１，１４２の両端は、ケーブル２０を介して、判断装置１１に接続されている。
【００３６】
漏洩検出装置１０Ａでは、銅管５０と継手５１との接続部から流体が漏洩すると、図５に示されるように、被覆材１２が膨張し、金属線１４１，１４２それぞれが断線する。判断装置１１は、金属線１４１，１４２の抵抗値を監視し、金属線１４１或いは金属線１４２が断線することにより、その抵抗値が閾値を超えた場合に、検出信号をハイレベルにする。これにより、漏洩の発生が外部へ通知される。
【００３７】
《変形例２》
図６は、変形例２に係る漏洩検出装置１０Ｂを示す図である。この漏洩検出装置１０Ｂは、金属線１４に代わる導体パターン１５１，１５２を有している点で、変形例１に係る漏洩検出装置１０Ａと相違している。
【００３８】
導体パターン１５は、被覆材１２の表面に、例えばカーボンペースト等の導電性を有するペーストを塗布し、これを硬化させることにより形成することができる。また、導体パターン１５１，１５２を、被覆材１２に予め形成しておくこととしてもよい。この場合には、例えば被覆材１２に銅箔を貼り付けて、この銅箔をエッチングすることにより、導体パターン１５を形成することができる。
【００３９】
漏洩検出装置１０Ｂでは、銅管５０と継手５１との接続部から流体が漏洩すると、図７に示されるように、被覆材１２が膨張し、導体パターン１５１，１５２それぞれが破断する。判断装置１１は、導体パターン１５１、１５２が破断することにより、その抵抗値が閾値を超えた場合に、検出信号をハイレベルにする。これにより、漏洩の発生が外部へ通知される。
【００４０】
《変形例３》
変形例１及び変形例２では、被覆材１２の両側にそれぞれ１つずつ、金属線１４或いは導体パターン１５が形成されている場合について説明した。これに限らず、例えば図８に示される漏洩検出装置１０Ｃのように、被覆材１２の両側に複数の金属線１４或いは導体パターン１５を配置してもよい。この場合には、被覆材１２の変形量が少なくても、図９に示されるように、複数の導体パターン１５のうちの少なくとも１つが破断すると考えられる。このため、導体パターン１５の抵抗値を個別に計測することにより、被覆材１２のわずかな変形を正確に検出することができる。したがって、少量の流体の漏洩についても、精度良く検出することが可能となる。
【００４１】
また、破断した導体パターン１５の個数によって、漏洩の程度をある程度予測することができる。通常、被覆材１２の変形は中央から両端へ進行する。このため、導体パターン１５は、漏洩初期には、中央近傍に配置された導体パターン１５が破断し、漏洩の進行に応じて、順次外側に位置する導体パターン１５が破断していく。また、漏洩が軽微のものである場合には、被覆材１２の中央に近いところに位置する導体パターン１５のみが破断する。したがって、どの位置の導体パターン１５が破断したかを特定することで、漏洩の規模をある程度予測することが可能となる。また、ある導体パターン１５が破断した時刻から、次の導体パターンが破断するまでの時間を計測することによって、漏洩の規模及び進行の程度をある程度予測することができる。
【００４２】
《変形例４》
同様に、例えば図１０に示される漏洩検出装置１０Ｄのように、上記実施形態で説明した歪みゲージ１３を複数配置することとしてもよい。これにより、被覆材１２の変形を精度よく検出することができ、結果的に少量の流体の漏洩についても、精度良く検出することが可能となる。
【００４３】
《変形例５》
図１１は、変形例５に係る漏洩検出装置１０Ｅを示す図である。図１１に示されるように、漏洩検出装置１０Ｅを構成する被覆材１２の両側には、例えばサーミスタ等の温度センサ１６が配置されている。この温度センサ１６は、漏洩した流体と、被覆材とが化学反応を起こすことによって上昇する被覆材１２及び流体の温度を計測する。
【００４４】
漏洩検出装置１０Ｅでは、銅管５０と継手５１との接続部から流体が漏洩すると、図１２に示されるように、被覆材１２の内部に流体が進入し、被覆材１２が膨張する。膨張した被覆材１２の内部では、流体と被覆材とが反応し、温度センサ１６近傍の被覆材及び流体の温度が上昇する。
【００４５】
判断装置１１は、温度センサ１６を介して、被覆材１２或いは流体の温度を計測する。そして、計測した温度が閾値を超えた場合に、検出信号をハイレベルにする。これにより、漏洩の発生が外部へ通知される。
【００４６】
本変形例に係る漏洩検出装置１０Ｅにおいては、例えば流体がアンモニアである場合には、被覆材１２として、アンモニアと反応する水を含む素材を用いることが考えられる。また、本変形例では、漏洩した流体と被覆材１２とが反応する場合について説明した。これに限らず、被覆材１２の内側に、漏洩する流体と反応する反応剤を添加しておいてもよい。
【００４７】
以上、第１の実施形態に係る漏洩検出装置１０の変形例について説明したが、これらの変形例は一例である。例えば、判断装置１１は、被覆材１２が変形により破断するときの音や振動が変換された電気信号の波形を観測し、波形のピーク値が閾値を超えた場合に、流体の漏洩が発生したと判断することとしてもよい。
【００４８】
このように、被覆材１２の破断の際に生じる音や振動に基づいて、流体の漏洩を判断する場合には、歪みゲージ等の検出手段を、被覆材１２に直接設置する必要がない。このため、例えば検出手段として、１つの集音マイクを設置するだけで、複数の被覆材１２の破断を検出することができる。これにより、漏洩を検出する箇所が比較的多い場合に、装置の製造コストを削減することが可能となる。
【００４９】
また、被覆材１２の変形を検出する検出手段として、被覆材１２の内側の圧力を計測する圧力センサを用いることとしてもよい。この場合には、判断装置１１は、圧力センサを介して被覆材１２の内部の圧力を計測する。そして、計測した圧力が閾値を超えた場合に、流体の漏洩が発生したと判断する。圧力に基づいて漏洩を検出する漏洩検出装置では、硬質の被覆材１２を用いることができる。
【００５０】
また、被覆材１２の素材として、通常は可視光に対して透過性を有し、漏洩した流体と接触すると透過性を失うものを用い、漏洩の検出手段として、被覆材１２を透過した光を検出する光センサを用いてもよい。被覆材１２を透過した光を検出する光センサとしては、例えば赤外線センサ等を用いることができる。
【００５１】
《第２の実施形態》
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図１３は第２の実施形態に係る空調装置１００のブロック図である。この空調装置１００は、蒸気圧縮方式の空調装置である。図１３に示されるように、空調装置１００は、室外ユニット１１０、及び２台の室内ユニット１２０Ａ，１２０Ｂを備えている。
【００５２】
室外ユニット１１０は、例えばオフィスビルの屋上に配置されている。この室外ユニット１１０は、制御装置１１１、熱交換器１１２、電動ファン１１３、コンプレッサ１１４、四方弁１１５、及び閉鎖弁１１６を有している。
【００５３】
制御装置１１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、及び室内ユニット１２０Ａ、１２０Ｂと通信を行う通信ユニットを有している。この制御装置１１１は、温度センサＴＨ１〜ＴＨ３を介して、熱交換器１１２の一次側及び二次側の冷媒の温度と、熱交換器１１２を介して吐出される空気の温度を計測する。また、圧力センサＨＰ，ＬＰを介して、コンプレッサ１１４の一次側及び二次側の圧力を計測する。そして、計測した結果に基づいて、コンプレッサ１１４及び電動ファン１１３の出力を調整する。
【００５４】
熱交換器１１２は、例えば伝熱管と放熱フィンとを有するクロスフィン方式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器である。この熱交換器１１２は、空調装置１００が冷房運転を行っている場合に、凝縮器として機能し、空調装置１００が暖房運転を行っている場合に、蒸発器として機能する。
【００５５】
電動ファン１１３は、遠心ファン或いは多翼ファンと、このファンを回転させるファンモータを備えている。この電動ファン１１３は、外気を熱交換器１１２へ供給する。
【００５６】
コンプレッサ１１４は、インバータモータを備える容積式圧縮機である。このコンプレッサ１１４は、冷媒を圧縮して四方弁１１５へ吐出する。
【００５７】
四方弁１１５は、熱交換器１１２を流れる冷媒の方向を切り替えるための弁である。この四方弁１１５は、空調装置１００が冷房運転を行っているときに、冷媒を矢印ｂ２に示される方向に循環させる。そして、空調装置１００が暖房運転を行っているときに、冷媒を矢印ｂ１に示される方向へ循環させる。
【００５８】
室内ユニット１２０Ａ，１２０Ｂそれぞれは、例えば空調対象となる空間の天井或いは壁面に配置されている。そして、空調対象となる空間に、空調空気を吐出する。また、本実施形態では、室外ユニット１１０に対して、室内ユニット１２０Ａと室内ユニット１２０Ｂとが並列に接続されている。図１３に示されるように、これらの室内ユニット１２０Ａ，１２０Ｂは、膨張弁１２４と、室外ユニット１１０と同様に、制御装置１２１、熱交換器１２２、及び電動ファン１２３を有している。
【００５９】
膨張弁１２４は、熱交換器１２２を流れる冷媒の流量を調整するための電動膨張弁である。
【００６０】
図１３に示されるように、室外ユニット１１０を構成する各ユニットと、室内ユニット１２０Ａ，１２０Ｂを構成する各ユニットは、それぞれ銅管５０によって接続されている。冷媒は、銅管５０を介して、室外ユニット１１０と室内ユニット１２０Ａ，１２０Ｂの間を循環する。
【００６１】
第１の実施形態に係る漏洩検出装置１０は、図１３の矢印ａ１及び矢印ａ７に示される閉鎖弁１１６と銅管５０との接続箇所と、矢印ａ２〜ａ４、及び矢印ａ８〜ａ１０に示される継手５１と銅管５０との接続箇所と、矢印ａ５及び矢印ａ１１に示される銅管５０と室内ユニット１２０Ａとの接続箇所と、矢印ａ６及び矢印ａ１２に示される銅管５０と室内ユニット１２０Ｂとの接続箇所に設けられている。これらの箇所は、銅管５０、室外ユニット１１０、及び室内ユニット１２０Ａ，１２０Ｂを構成する各部によって形成される冷媒回路のうち、漏洩が起こる確率が高いと考えられる箇所である。
【００６２】
本実施形態に係る空調装置１００では、矢印ａ１〜ａ１２によって示される位置に配置された漏洩検出装置１０を介して、冷媒回路からの漏洩が常時監視される。そして、漏洩検出装置１０によって、いずれかの箇所からの漏洩が検出されると、検出結果が例えば、室内ユニット１２０Ａ，１２０Ｂを構成する制御装置１２１の液晶ディスプレイに表示される。これにより、空調装置１００のユーザは、空調装置１００からの漏洩を視認することが可能となる。
【００６３】
以上説明したように、本実施形態に係る空調装置１００は、冷媒回路からの漏洩を検出する漏洩検出装置１０を備えている。このため、冷媒回路からの漏洩が精度良く検出される。したがって、装置の補修の要否、経年劣化の進行の程度などを正確に把握することができ、空調装置１００を安全に運用することが可能となる。
【００６４】
なお、上記実施形態では、空調装置１００が漏洩検出装置１０を備えている場合について説明した。これに限らず、空調装置１００は、漏洩検出装置１０Ａ〜１０Ｅを備えていてもよい。
【００６５】
漏洩検出装置１０が設置される場所は、図１３の矢印ａ１〜ａ１２に示される位置に限定されない。例えば、銅管５０がＬ字状に折れ曲がった箇所など、冷媒の流れに乱れが生じる場所に漏洩検出装置を配置してもよい。
【００６６】
本実施形態に係る室外ユニット１１０及び室内ユニット１２０Ａ，１２０Ｂは、クロスフィン方式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器を備えている。この熱交換器では、伝熱管の接続部がＵ字状になるため、この部分に、漏洩検出装置を配置してもよい。
【００６７】
本実施形態における漏洩検出装置１０の用途は、空調装置１００の稼働中に、冷媒回路からの漏洩を検出することを主たる目的とする。この他、本発明に係る漏洩検出装置を用いることで、例えば、空調装置１００の異常が発見された後に、漏洩したと思われる箇所に本発明の漏洩検出装置を設置することで、異常が発生した箇所、或いは漏洩の規模を正確に特定することが可能となる。
【００６８】
本実施形態では、空調装置１００が、判断装置１１を有する漏洩検出装置１０を備えている場合について説明した。これに限らず、漏洩検出装置１０を構成する判断装置１１の機能を、室外ユニット１１０の制御装置１１１に付加してもよい。これにより、室外ユニット１１０と漏洩検出装置を１つのユニットとして構成することができる。したがって、装置の小型化、及び低コスト化を図ることが可能となる。
【００６９】
同様の理由から、判断装置１１の機能を、室内ユニット１２０Ａ，１２０Ｂの制御装置１２１に付加してもよい。この場合には、制御装置１２１のディスプレイに漏洩の検出結果を表示させることで、室内ユニット１２０Ａ，１２０Ｂが設置された室内で、漏洩の有無を確認することができる。室内ユニット１２０Ａ，１２０Ｂに引き込まれる銅管５０は天井裏等、アクセスが困難な場所に配置されることが多い。このため、室内で漏洩の確認をすることで、その後の空調装置１００のメンテナンスが容易になる。
【００７０】
また、本実施形態では、空調装置１００が、２台の室内ユニット１２０Ａ，１２０Ｂを有している場合について説明した。これに限らず、空調装置１００は、３台以上の室内ユニットを有していてもよい。
【００７１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態によって限定されるものではない。例えば、上記実施形態及び変形例に係る漏洩検出装置は、歪みゲージ等の検出手段と、判断装置１１がケーブル２０を介して接続されている。これに限らず、検出手段と判断装置１１は、銅管５０を介して接続されていてもよい。この場合には、検出手段の検出結果が、銅管５０を介して、判断装置１１へ出力される。
【００７２】
また、上記実施形態及び変形例では、漏洩検出装置１０を構成する判断装置１１が、漏洩の有無の判断を行った。これに限らず、遠方に配置された１台の判断装置１１が、ＬＡＮ（Local Area Network）、インターネット、電話回線、或いは無線通信網を介して、複数の検出手段からの出力を監視し、流体の漏洩を検出することとしてもよい。
【００７３】
本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。つまり、本発明の範囲は、実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲内とみなされる。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明の漏洩検出装置は、流体の漏洩の検出に適している。また、本発明の空調装置は、空調対象となる空間の空調を行うのに適している。
【符号の説明】
【００７５】
１０，１０Ａ〜１０Ｅ 漏洩検出装置
１１ 判断装置
１２ 被覆材
１３ 歪みゲージ
１４ 金属線
１５ 導体パターン
１６ 温度センサ
２０ ケーブル
５０ 銅管
５０ａ フランジ
５１ 継手
５１ａ おねじ部
５３ フレアナット
６０ パッキン
１００ 空調装置
１１０ 室外ユニット
１１１ 制御装置
１１２ 熱交換器
１１３ 電動ファン
１１４ コンプレッサ
１１５ 四方弁
１１６ 閉鎖弁
１２０Ａ，１２０Ｂ 室内ユニット
１２１ 制御装置
１２２ 熱交換器
１２３ 電動ファン
１２４ 膨張弁
ＨＰ 圧力センサ
ＬＰ 圧力センサ
ＴＨ１〜ＴＨ３ 温度センサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、漏洩検出装置及び空調装置に関し、更に詳しくは、流体の漏洩を検出する漏洩検出装置、及び前記漏洩検出装置を備える空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
空調装置は、冷却対象となる空間（冷却対象空間）と外部空間との間を循環する冷媒の冷凍サイクルを利用して、冷却対象空間の冷却を行う。冷媒の循環には、一般に、冷却対象空間と外部空間との間に敷設された銅管が用いられる。これらの銅管は、例えば継手やフレアナットによって、コンプレッサや熱交換器に接続される。
【０００３】
この種の装置では、接続箇所のゆるみや、銅管の経年劣化等が原因で、銅管を循環する冷媒が外部に漏洩することがある。冷媒の漏洩は、装置の冷却効率を低下させるばかりでなく、装置の用途によっては、予想外の不具合を誘発させることがある。そこで、冷媒の漏洩を検出する技術が種々提案されている（例えば特許文献１及び２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００９／０５４３５３号
【特許文献２】特開２００７−８５８９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された漏洩検知方法は、漏洩が予想される箇所に配置された流体保持体のインピーダンスが、冷媒の漏洩が発生する前と、発生した後で変化することを利用して、冷媒の漏洩を検知するものである。しなしながら、流体保持体のインピーダンスは、汚れの付着や、結露などによっても変化してしまう。このため、周囲環境の温度や湿度が変化することにより、誤検出が発生することが考えられる。また、流体保持体の経年劣化が進行すると、インピーダンスが変化する。この場合には、冷媒の漏洩を精度良く検出することが困難になる。
【０００６】
特許文献２に記載された装置は、冷媒が循環するパイプの内部空間と外部空間との間に形成された空間に位置するセンサを用いて、漏洩が始まる前に上述の空間に進入する冷媒を検出することによって、冷媒の漏洩を事前に検知する。しかしながら、内部空間と外部空間との間に新たな空間を形成すると、パイプの接続箇所が２重構造となり、十分な接続強度が得られないことが考えられる。
【０００７】
本発明は、上述の事情の下になされたもので、長期にわたって、流体の漏洩を精度良く検出することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の漏洩検出装置は、
内部に流体が存在する配管を被覆する被覆材と、
前記被覆材の変化を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果に基づいて、前記流体の漏洩の有無を判断する判断手段と、
前記検出結果を、前記判断手段に伝送する伝送手段と、
を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、流体の漏洩に起因して生じる被覆材の変化が検出される。そして、被覆材の変化度合いに基づいて、配管からの漏洩が検出される。このため、汚れに強く、劣化の進行が遅い素材を被覆材として用いることで、長期にわたって流体の漏洩を精度よく検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態に係る漏洩検出装置を示す図である。
【図２】被覆材、継手及び銅管の位置関係を示す図である。
【図３】漏洩検出装置の動作を説明するための図である。
【図４】変形例１に係る漏洩検出装置を示す図である。
【図５】変形例１に係る漏洩検出装置の動作を説明するための図である。
【図６】変形例２に係る漏洩検出装置を示す図である。
【図７】変形例２に係る漏洩検出装置の動作を説明するための図である。
【図８】変形例３に係る漏洩検出装置の別例を示す図である。
【図９】変形例３に係る漏洩検出装置の動作を説明するための図である。
【図１０】変形例４に係る漏洩検出装置を示す図である。
【図１１】変形例５に係る漏洩検出装置を示す図である。
【図１２】変形例５に係る漏洩検出装置の動作を説明するための図である。
【図１３】第２の実施形態に係る空調装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
《第１の実施形態》
以下、本発明の第１の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。図１は、本実施形態に係る漏洩検出装置１０を示す図である。この漏洩検出装置１０は、継手５１と銅管５０の接続部から漏洩する流体を検出する装置である。図１に示されるように、漏洩検出装置１０は、継手５１と銅管５０との接続部を被覆する被覆材１２、被覆材１２に設けられた２つの歪みゲージ１３１，１３２、これらの歪みゲージ１３１，１３２にケーブル２０を介して接続される判断装置１１を有している。
【００１２】
銅管５０及び継手５１は、例えば空調装置の室外ユニットと室内ユニットとの間を循環する冷媒の通路を構成している。図２に示されるように、銅管５０の端部にはフランジ５０ａが形成されている。銅管５０の端部に装着されたフレアナット５３が、継手５１のおねじ部５１ａに螺合されることで、フランジ５０ａが、パッキン６０を介して、継手５１に密着する。これにより、継手５１と銅管５０とが相互に接続される。
【００１３】
被覆材１２は、銅管５０及び継手５１の接続部をフレアナット５３とともに被覆している。この被覆材１２は、例えば樹脂、ラバー、及びシリコン等の比較的弱い力で変形或いは破断する素材からなる。
【００１４】
この被覆材１２による接続部の被覆は、例えば筒状に成形された樹脂からなる被覆材１２に、銅管５０と継手５１の接続部が挿入された状態で、被覆材１２を収縮させることにより行う。
【００１５】
歪みゲージ１３１，１３２は、変形すると抵抗値が大きくなる素子である。これらの歪みゲージ１３１，１３２は、絶縁シートと、絶縁シートの表面に形成された導体パターンを有している。図１に示されるように、歪みゲージ１３１，１３２それぞれは、フレアナット５３を挟むように配置され、被覆材１２に密着した状態となっている。
【００１６】
判断装置１１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、及び主記憶部等を備えるマイクロコンピュータである。この判断装置１１は、ケーブル２０を介して歪みゲージ１３１，１３２の抵抗値を計測する。そして、歪みゲージ１３１，１３２の抵抗値が閾値以上になった場合に、銅管５０と継手５１との接続部から冷媒が漏洩していると判断し、判断結果を外部装置へ出力する。
【００１７】
判断装置１１による判断結果の出力は、例えば、接続部からの漏洩がなく、判断装置１１による判断が否定された場合に、ローレベルとなり、接続部からの漏洩が発生し、判断装置１１による判断が肯定された場合に、ハイレベルとなる検出信号を出力することにより行う。
【００１８】
次に、上述のように構成された漏洩検出装置１０の動作について説明する。銅管５０と継手５１との接続部から冷媒が漏洩すると、漏洩した冷媒は銅管５０と被覆材１２との隙間、及び継手５１と被覆材１２との隙間に進入する。そして、接続部からの漏洩が継続すると、図３に示されるように、被覆材１２が膨張し変形する。被覆材１２が変形すると、被覆材１２に密着した歪みゲージ１３１，１３２も同様に変形し、歪みゲージ１３１，１３２の抵抗値が上昇する。
【００１９】
判断装置１１は、ケーブル２０を介して、歪みゲージ１３１，１３２の抵抗値を監視する。そして、歪みゲージ１３１，１３２のいずれかの抵抗値が閾値以上になった場合に、検出信号の値をハイレベルにする。これにより、漏洩の発生が外部へ通知される。
【００２０】
以上説明したように、本実施形態では、漏洩の発生による被覆材１２の変化にともなって上昇する歪みゲージ１３１，１３２の抵抗値に基づいて、冷媒の漏洩が検出される。被覆材１２は、例えば汚れが付着したり、結露したとしても、流出した冷媒の量に比例して膨張する。このため、精度よく漏洩を検出することができる。また、被覆材１２の素材を、漏洩検出装置１０の用途や、使用環境に応じて選択することで、装置の経年劣化による検出不良を長期にわたって抑制することができる。
【００２１】
なお、上記実施形態では、被覆材１２の素材が樹脂等であることとした。被覆材１２は、接続部から流体が漏洩することによって、少なくとも一部が変形すればよい。したがって、被覆材１２の素材は、上述した樹脂等に限定されるものではない。
【００２２】
上記実施形態では、銅管５０と継手５１の接続部を、筒状に成形された被覆材１２を、用いて被覆することとした。これに限らず、被覆材１２として、例えばシート状の素材を用い、このシート状の素材を接続部に貼り付けることによって、接続部を被覆することとしてもよい。
【００２３】
接続部に液状の樹脂を、刷毛を用いて塗布し、或いはスプレーした後に、塗布された樹脂を硬化させて、接続部を被覆する被覆材１２を形成することとしてもよい。この場合には、紫外線硬化性を有する樹脂、空気に接触すると硬化する樹脂を被覆材１２として用いることが考えられる。
【００２４】
被覆材１２は、できるだけ銅管５０及び継手５１に隙間無く密着させるのが好ましい。例えば、被覆材１２と、銅管５０或いは継手５１との間に隙間があると、この隙間から、漏洩した流体が外部に排出されてしまう。この場合には、被覆材１２の内部の圧力が十分に上がらないため、被覆材１２の変化量が小さくなってしまう。一方、被覆材１２が、銅管５０及び継手５１に隙間無く密着している場合には、被覆材１２の内部に進入した流体が外部に漏れることがない。このため、被覆材１２の内部の圧力が十分に上がり、被覆材１２が大きく変化する。これにより、精度よく流体の漏洩を検出することが可能となる。また、銅管５０及び継手５１に密着した被覆材１２は、漏洩の進行を抑制する。このため、被覆材１２は、銅管５０及び継手５１に密着していることが好ましい。
【００２５】
被覆材１２として用いる材料は、必ずしも一体成形されたものである必要はなく、複数の部材から構成されていてもよい。この場合は、複数の部材のうちの少なくとも１つが、容易に変形し、或いは破断する部材であることが望ましい。
【００２６】
複数の部材からなる被覆材１２を用いて、銅管５０と継手５１との接続部を被覆する場合には、被覆材１２を構成する部材同士を、それぞれが相互に密着するように接続する必要がある。部材同士が隙間無く密着している場合には、接続部からの漏洩により、被覆材１２が大きく変形するため、精度よく流体の漏洩を検出することができる。
【００２７】
本実施形態では、図１に示されるように、歪みゲージ１３１，１３２が被覆材１２の内側に配置されている。これに限らず、歪みゲージ１３１，１３２は、被覆材１２の外側に配置されていてもよい。また、被覆材１２と一体化されていてもよい。この場合には、被覆材１２の表面或いは内部に、変形により抵抗値が変化する導体パターンを形成することが考えられる。被覆材１２と一体化した歪みゲージを用いることで、被覆材１２に対する歪みゲージ１３１，１３２の取り付けミスを防止することができる。
【００２８】
本実施形態では、銅管５０及び継手５１の一端と、フレアナット５３が、被覆材１２によって被覆されている。これに限らず、銅管５０、継手５１，及びフレアナット５３の全部を被覆材１２を用いて覆うこととしてもよい。特に、漏洩が発生すると予想される箇所の特定が困難である場合や、漏洩に起因する被害の拡大が予想される場合等には、配管の大部分を被覆材１２で被覆するのが好ましい。
【００２９】
具体的には、配管を循環する流体が、ＨＦＣ冷媒のように可燃性を有する場合には、冷媒の漏洩により、建物火災や爆発が危惧される。また、流体が人体に悪影響を与えるものである場合には、流体の漏洩により生活環境に悪影響を及ぼすことが考えられる。このような場合には、配管の大部分を被覆材１２で被覆することで、漏洩に起因する被害の拡大を抑制することができる。
【００３０】
本実施形態では、判断装置１１が、判断結果に応じた値の検出信号を出力することとした。これに限らず、判断装置１１は、歪みゲージ１３１，１３２の抵抗値を時系列的に記憶してデータベースを生成し、必要に応じて抵抗値に関するデータを外部装置へ出力することとしてもよい。これにより、データベースを参照することで、漏洩の発生頻度、漏洩の程度、流出した流体の量、設備の経年劣化の進行状況などを把握することが可能となる。また、設備のメンテナンス計画や修繕に必要なコストを、ある程度正確に把握することが可能となる。
【００３１】
本実施形態では、歪みゲージ１３１，１３２と判断装置１１が、ケーブル２０によって接続されている。これに限らず、歪みゲージ１３１，１３２と、判断装置１１の設置位置とが遠く離れている場合には、歪みゲージ１３１，１３２の抵抗値を、無線通信を利用して判断装置１１へ通知することとしてもよい。この場合には、歪みゲージ１３１，１３２に、歪みゲージ１３１，１３２から出力される信号を変調して送信する送信機を接続し、判断装置１１に送信機からの出力信号を受信する受信器を配置することが考えられる。
【００３２】
また、歪みゲージ１３１，１３２と判断装置１１とを銅管５０を介して接続し、判断装置１１は、銅管５０を介して、歪みゲージ１３１，１３２の抵抗を計測することとしてもよい。更に、判断装置１１への電力の供給を、銅管５０を介して行ってもよい。
【００３３】
本実施形態では、銅管５０と継手５１とが、フレアナットによって接続されている場合について説明した。これに限らず、銅管５０は、継手５１に溶接されることにより、継手５１に接続されていてもよい。この場合にも上述した要領で、銅管５０及び継手５１との接続部からの漏洩を検出することができる。
【００３４】
本実施形態に係る漏洩検出装置１０の構成は一例であり、種々の変形が可能である。以下、本実施形態に係る漏洩検出装置１０の変形例について説明する。なお、本実施形態に係る漏洩検出装置１０と同一又は同等の構成については、同等の符号を用いる。
【００３５】
《変形例１》
図４は、変形例１に係る漏洩検出装置１０Ａを示す図である。図４に示されるように、漏洩検出装置１０Ａを構成する被覆材１２の両側には、例えば銅やアルミを素材とする金属線１４１，１４２が巻き付けられている。そして、金属線１４１，１４２の両端は、ケーブル２０を介して、判断装置１１に接続されている。
【００３６】
漏洩検出装置１０Ａでは、銅管５０と継手５１との接続部から流体が漏洩すると、図５に示されるように、被覆材１２が膨張し、金属線１４１，１４２それぞれが断線する。判断装置１１は、金属線１４１，１４２の抵抗値を監視し、金属線１４１或いは金属線１４２が断線することにより、その抵抗値が閾値を超えた場合に、検出信号をハイレベルにする。これにより、漏洩の発生が外部へ通知される。
【００３７】
《変形例２》
図６は、変形例２に係る漏洩検出装置１０Ｂを示す図である。この漏洩検出装置１０Ｂは、金属線１４に代わる導体パターン１５１，１５２を有している点で、変形例１に係る漏洩検出装置１０Ａと相違している。
【００３８】
導体パターン１５は、被覆材１２の表面に、例えばカーボンペースト等の導電性を有するペーストを塗布し、これを硬化させることにより形成することができる。また、導体パターン１５１，１５２を、被覆材１２に予め形成しておくこととしてもよい。この場合には、例えば被覆材１２に銅箔を貼り付けて、この銅箔をエッチングすることにより、導体パターン１５を形成することができる。
【００３９】
漏洩検出装置１０Ｂでは、銅管５０と継手５１との接続部から流体が漏洩すると、図７に示されるように、被覆材１２が膨張し、導体パターン１５１，１５２それぞれが破断する。判断装置１１は、導体パターン１５１、１５２が破断することにより、その抵抗値が閾値を超えた場合に、検出信号をハイレベルにする。これにより、漏洩の発生が外部へ通知される。
【００４０】
《変形例３》
変形例１及び変形例２では、被覆材１２の両側にそれぞれ１つずつ、金属線１４或いは導体パターン１５が形成されている場合について説明した。これに限らず、例えば図８に示される漏洩検出装置１０Ｃのように、被覆材１２の両側に複数の金属線１４或いは導体パターン１５を配置してもよい。この場合には、被覆材１２の変形量が少なくても、図９に示されるように、複数の導体パターン１５のうちの少なくとも１つが破断すると考えられる。このため、導体パターン１５の抵抗値を個別に計測することにより、被覆材１２のわずかな変形を正確に検出することができる。したがって、少量の流体の漏洩についても、精度良く検出することが可能となる。
【００４１】
また、破断した導体パターン１５の個数によって、漏洩の程度をある程度予測することができる。通常、被覆材１２の変形は中央から両端へ進行する。このため、導体パターン１５は、漏洩初期には、中央近傍に配置された導体パターン１５が破断し、漏洩の進行に応じて、順次外側に位置する導体パターン１５が破断していく。また、漏洩が軽微のものである場合には、被覆材１２の中央に近いところに位置する導体パターン１５のみが破断する。したがって、どの位置の導体パターン１５が破断したかを特定することで、漏洩の規模をある程度予測することが可能となる。また、ある導体パターン１５が破断した時刻から、次の導体パターンが破断するまでの時間を計測することによって、漏洩の規模及び進行の程度をある程度予測することができる。
【００４２】
《変形例４》
同様に、例えば図１０に示される漏洩検出装置１０Ｄのように、上記実施形態で説明した歪みゲージ１３を複数配置することとしてもよい。これにより、被覆材１２の変形を精度よく検出することができ、結果的に少量の流体の漏洩についても、精度良く検出することが可能となる。
【００４３】
《変形例５》
図１１は、変形例５に係る漏洩検出装置１０Ｅを示す図である。図１１に示されるように、漏洩検出装置１０Ｅを構成する被覆材１２の両側には、例えばサーミスタ等の温度センサ１６が配置されている。この温度センサ１６は、漏洩した流体と、被覆材とが化学反応を起こすことによって上昇する被覆材１２及び流体の温度を計測する。
【００４４】
漏洩検出装置１０Ｅでは、銅管５０と継手５１との接続部から流体が漏洩すると、図１２に示されるように、被覆材１２の内部に流体が進入し、被覆材１２が膨張する。膨張した被覆材１２の内部では、流体と被覆材とが反応し、温度センサ１６近傍の被覆材及び流体の温度が上昇する。
【００４５】
判断装置１１は、温度センサ１６を介して、被覆材１２或いは流体の温度を計測する。そして、計測した温度が閾値を超えた場合に、検出信号をハイレベルにする。これにより、漏洩の発生が外部へ通知される。
【００４６】
本変形例に係る漏洩検出装置１０Ｅにおいては、例えば流体がアンモニアである場合には、被覆材１２として、アンモニアと反応する水を含む素材を用いることが考えられる。また、本変形例では、漏洩した流体と被覆材１２とが反応する場合について説明した。これに限らず、被覆材１２の内側に、漏洩する流体と反応する反応剤を添加しておいてもよい。
【００４７】
以上、第１の実施形態に係る漏洩検出装置１０の変形例について説明したが、これらの変形例は一例である。例えば、判断装置１１は、被覆材１２が変形により破断するときの音や振動が変換された電気信号の波形を観測し、波形のピーク値が閾値を超えた場合に、流体の漏洩が発生したと判断することとしてもよい。
【００４８】
このように、被覆材１２の破断の際に生じる音や振動に基づいて、流体の漏洩を判断する場合には、歪みゲージ等の検出手段を、被覆材１２に直接設置する必要がない。このため、例えば検出手段として、１つの集音マイクを設置するだけで、複数の被覆材１２の破断を検出することができる。これにより、漏洩を検出する箇所が比較的多い場合に、装置の製造コストを削減することが可能となる。
【００４９】
また、被覆材１２の変形を検出する検出手段として、被覆材１２の内側の圧力を計測する圧力センサを用いることとしてもよい。この場合には、判断装置１１は、圧力センサを介して被覆材１２の内部の圧力を計測する。そして、計測した圧力が閾値を超えた場合に、流体の漏洩が発生したと判断する。圧力に基づいて漏洩を検出する漏洩検出装置では、硬質の被覆材１２を用いることができる。
【００５０】
また、被覆材１２の素材として、通常は可視光に対して透過性を有し、漏洩した流体と接触すると透過性を失うものを用い、漏洩の検出手段として、被覆材１２を透過した光を検出する光センサを用いてもよい。被覆材１２を透過した光を検出する光センサとしては、例えば赤外線センサ等を用いることができる。
【００５１】
《第２の実施形態》
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図１３は第２の実施形態に係る空調装置１００のブロック図である。この空調装置１００は、蒸気圧縮方式の空調装置である。図１３に示されるように、空調装置１００は、室外ユニット１１０、及び２台の室内ユニット１２０Ａ，１２０Ｂを備えている。
【００５２】
室外ユニット１１０は、例えばオフィスビルの屋上に配置されている。この室外ユニット１１０は、制御装置１１１、熱交換器１１２、電動ファン１１３、コンプレッサ１１４、四方弁１１５、及び閉鎖弁１１６を有している。
【００５３】
制御装置１１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、及び室内ユニット１２０Ａ、１２０Ｂと通信を行う通信ユニットを有している。この制御装置１１１は、温度センサＴＨ１〜ＴＨ３を介して、熱交換器１１２の一次側及び二次側の冷媒の温度と、熱交換器１１２を介して吐出される空気の温度を計測する。また、圧力センサＨＰ，ＬＰを介して、コンプレッサ１１４の一次側及び二次側の圧力を計測する。そして、計測した結果に基づいて、コンプレッサ１１４及び電動ファン１１３の出力を調整する。
【００５４】
熱交換器１１２は、例えば伝熱管と放熱フィンとを有するクロスフィン方式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器である。この熱交換器１１２は、空調装置１００が冷房運転を行っている場合に、凝縮器として機能し、空調装置１００が暖房運転を行っている場合に、蒸発器として機能する。
【００５５】
電動ファン１１３は、遠心ファン或いは多翼ファンと、このファンを回転させるファンモータを備えている。この電動ファン１１３は、外気を熱交換器１１２へ供給する。
【００５６】
コンプレッサ１１４は、インバータモータを備える容積式圧縮機である。このコンプレッサ１１４は、冷媒を圧縮して四方弁１１５へ吐出する。
【００５７】
四方弁１１５は、熱交換器１１２を流れる冷媒の方向を切り替えるための弁である。この四方弁１１５は、空調装置１００が冷房運転を行っているときに、冷媒を矢印ｂ２に示される方向に循環させる。そして、空調装置１００が暖房運転を行っているときに、冷媒を矢印ｂ１に示される方向へ循環させる。
【００５８】
室内ユニット１２０Ａ，１２０Ｂそれぞれは、例えば空調対象となる空間の天井或いは壁面に配置されている。そして、空調対象となる空間に、空調空気を吐出する。また、本実施形態では、室外ユニット１１０に対して、室内ユニット１２０Ａと室内ユニット１２０Ｂとが並列に接続されている。図１３に示されるように、これらの室内ユニット１２０Ａ，１２０Ｂは、膨張弁１２４と、室外ユニット１１０と同様に、制御装置１２１、熱交換器１２２、及び電動ファン１２３を有している。
【００５９】
膨張弁１２４は、熱交換器１２２を流れる冷媒の流量を調整するための電動膨張弁である。
【００６０】
図１３に示されるように、室外ユニット１１０を構成する各ユニットと、室内ユニット１２０Ａ，１２０Ｂを構成する各ユニットは、それぞれ銅管５０によって接続されている。冷媒は、銅管５０を介して、室外ユニット１１０と室内ユニット１２０Ａ，１２０Ｂの間を循環する。
【００６１】
第１の実施形態に係る漏洩検出装置１０は、図１３の矢印ａ１及び矢印ａ７に示される閉鎖弁１１６と銅管５０との接続箇所と、矢印ａ２〜ａ４、及び矢印ａ８〜ａ１０に示される継手５１と銅管５０との接続箇所と、矢印ａ５及び矢印ａ１１に示される銅管５０と室内ユニット１２０Ａとの接続箇所と、矢印ａ６及び矢印ａ１２に示される銅管５０と室内ユニット１２０Ｂとの接続箇所に設けられている。これらの箇所は、銅管５０、室外ユニット１１０、及び室内ユニット１２０Ａ，１２０Ｂを構成する各部によって形成される冷媒回路のうち、漏洩が起こる確率が高いと考えられる箇所である。
【００６２】
本実施形態に係る空調装置１００では、矢印ａ１〜ａ１２によって示される位置に配置された漏洩検出装置１０を介して、冷媒回路からの漏洩が常時監視される。そして、漏洩検出装置１０によって、いずれかの箇所からの漏洩が検出されると、検出結果が例えば、室内ユニット１２０Ａ，１２０Ｂを構成する制御装置１２１の液晶ディスプレイに表示される。これにより、空調装置１００のユーザは、空調装置１００からの漏洩を視認することが可能となる。
【００６３】
以上説明したように、本実施形態に係る空調装置１００は、冷媒回路からの漏洩を検出する漏洩検出装置１０を備えている。このため、冷媒回路からの漏洩が精度良く検出される。したがって、装置の補修の要否、経年劣化の進行の程度などを正確に把握することができ、空調装置１００を安全に運用することが可能となる。
【００６４】
なお、上記実施形態では、空調装置１００が漏洩検出装置１０を備えている場合について説明した。これに限らず、空調装置１００は、漏洩検出装置１０Ａ〜１０Ｅを備えていてもよい。
【００６５】
漏洩検出装置１０が設置される場所は、図１３の矢印ａ１〜ａ１２に示される位置に限定されない。例えば、銅管５０がＬ字状に折れ曲がった箇所など、冷媒の流れに乱れが生じる場所に漏洩検出装置を配置してもよい。
【００６６】
本実施形態に係る室外ユニット１１０及び室内ユニット１２０Ａ，１２０Ｂは、クロスフィン方式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器を備えている。この熱交換器では、伝熱管の接続部がＵ字状になるため、この部分に、漏洩検出装置を配置してもよい。
【００６７】
本実施形態における漏洩検出装置１０の用途は、空調装置１００の稼働中に、冷媒回路からの漏洩を検出することを主たる目的とする。この他、本発明に係る漏洩検出装置を用いることで、例えば、空調装置１００の異常が発見された後に、漏洩したと思われる箇所に本発明の漏洩検出装置を設置することで、異常が発生した箇所、或いは漏洩の規模を正確に特定することが可能となる。
【００６８】
本実施形態では、空調装置１００が、判断装置１１を有する漏洩検出装置１０を備えている場合について説明した。これに限らず、漏洩検出装置１０を構成する判断装置１１の機能を、室外ユニット１１０の制御装置１１１に付加してもよい。これにより、室外ユニット１１０と漏洩検出装置を１つのユニットとして構成することができる。したがって、装置の小型化、及び低コスト化を図ることが可能となる。
【００６９】
同様の理由から、判断装置１１の機能を、室内ユニット１２０Ａ，１２０Ｂの制御装置１２１に付加してもよい。この場合には、制御装置１２１のディスプレイに漏洩の検出結果を表示させることで、室内ユニット１２０Ａ，１２０Ｂが設置された室内で、漏洩の有無を確認することができる。室内ユニット１２０Ａ，１２０Ｂに引き込まれる銅管５０は天井裏等、アクセスが困難な場所に配置されることが多い。このため、室内で漏洩の確認をすることで、その後の空調装置１００のメンテナンスが容易になる。
【００７０】
また、本実施形態では、空調装置１００が、２台の室内ユニット１２０Ａ，１２０Ｂを有している場合について説明した。これに限らず、空調装置１００は、３台以上の室内ユニットを有していてもよい。
【００７１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態によって限定されるものではない。例えば、上記実施形態及び変形例に係る漏洩検出装置は、歪みゲージ等の検出手段と、判断装置１１がケーブル２０を介して接続されている。これに限らず、検出手段と判断装置１１は、銅管５０を介して接続されていてもよい。この場合には、検出手段の検出結果が、銅管５０を介して、判断装置１１へ出力される。
【００７２】
また、上記実施形態及び変形例では、漏洩検出装置１０を構成する判断装置１１が、漏洩の有無の判断を行った。これに限らず、遠方に配置された１台の判断装置１１が、ＬＡＮ（Local Area Network）、インターネット、電話回線、或いは無線通信網を介して、複数の検出手段からの出力を監視し、流体の漏洩を検出することとしてもよい。
【００７３】
本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。つまり、本発明の範囲は、実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲内とみなされる。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明の漏洩検出装置は、流体の漏洩の検出に適している。また、本発明の空調装置は、空調対象となる空間の空調を行うのに適している。
【符号の説明】
【００７５】
１０，１０Ａ〜１０Ｅ 漏洩検出装置
１１ 判断装置
１２ 被覆材
１３ 歪みゲージ
１４ 金属線
１５ 導体パターン
１６ 温度センサ
２０ ケーブル
５０ 銅管
５０ａ フランジ
５１ 継手
５１ａ おねじ部
５３ フレアナット
６０ パッキン
１００ 空調装置
１１０ 室外ユニット
１１１ 制御装置
１１２ 熱交換器
１１３ 電動ファン
１１４ コンプレッサ
１１５ 四方弁
１１６ 閉鎖弁
１２０Ａ，１２０Ｂ 室内ユニット
１２１ 制御装置
１２２ 熱交換器
１２３ 電動ファン
１２４ 膨張弁
ＨＰ 圧力センサ
ＬＰ 圧力センサ
ＴＨ１〜ＴＨ３ 温度センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に流体が存在する配管を被覆する被覆材と、
前記被覆材の変化を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果に基づいて、前記流体の漏洩の有無を判断する判断手段と、
前記検出結果を、前記判断手段に伝送する伝送手段と、
を備える漏洩検出装置。
【請求項２】
前記被覆材は、前記配管の端部を被覆している請求項１に記載の漏洩検出装置。
【請求項３】
前記被覆材は、前記流体によって伸縮し、破断し、材質が変化し、腐食し、又は変形する請求項１又は２に記載の漏洩検出装置。
【請求項４】
前記被覆材は、前記流体との接触による発熱によって熱変形する請求項１乃至３のいずれか一項に記載の漏洩検出装置。
【請求項５】
前記被覆材は、成形品である請求項１乃至４のいずれか一項に記載の漏洩検出装置。
【請求項６】
前記被覆材は、前記配管に塗布された材料を硬化させたものである請求項１乃至４のいずれか一項に記載の漏洩検出装置。
【請求項７】
前記被覆材は、前記配管に貼り付けることが可能なシールである請求項１乃至４のいずれか一項に記載の漏洩検出装置。
【請求項８】
前記検出手段は、前記被覆材の歪みを検出する歪みゲージである請求項１乃至７のいずれか一項に記載の漏洩検出装置。
【請求項９】
前記検出手段は、前記被覆材に配線された検出回路を有し、
前記被覆材は、変化したときに前記検出回路を断線する請求項１乃至７のいずれか一項に記載の漏洩検出装置。
【請求項１０】
前記検出手段は、前記被覆材が変化する際に発生する振動の波形を検出する請求項１乃至７のいずれか一項に記載の漏洩検出装置。
【請求項１１】
前記被覆材を複数備え、
前記検出手段は、複数の前記被覆材の変化を検出する請求項１０に記載の漏洩検出装置。
【請求項１２】
前記伝送手段は、無線通信を用いて、前記判断手段の判断結果を伝送する請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の漏洩検出装置。
【請求項１３】
前記伝送手段は、前記配管を介して、前記判断手段の判断結果を伝送する請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の漏洩検出装置。
【請求項１４】
前記判断手段への電力は、前記配管を介して供給される請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の漏洩検出装置。
【請求項１５】
前記検出手段の検出結果を記憶する記憶手段を備える請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の漏洩検出装置。
【請求項１６】
空調対象空間に空調した空気を供給する室内ユニットと、
前記空調対象空間の外部に配置され、外気と熱交換を行う室外ユニットと、
前記室内ユニットと前記室外ユニットとの間で、冷媒を循環させるための配管と、
前記配管に設けられた請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の漏洩検出装置と、
を備える空調装置。
【請求項１７】
前記漏洩検出装置への電力が、前記室内ユニットを介して供給される請求項１６に記載の空調装置。
【請求項１】
内部に流体が存在する配管を被覆する被覆材と、
前記被覆材の変化を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果に基づいて、前記流体の漏洩の有無を判断する判断手段と、
前記検出結果を、前記判断手段に伝送する伝送手段と、
を備える漏洩検出装置。
【請求項２】
前記被覆材は、前記配管の端部を被覆している請求項１に記載の漏洩検出装置。
【請求項３】
前記被覆材は、前記流体によって伸縮し、破断し、材質が変化し、腐食し、又は変形する請求項１又は２に記載の漏洩検出装置。
【請求項４】
前記被覆材は、前記流体との接触による発熱によって熱変形する請求項１乃至３のいずれか一項に記載の漏洩検出装置。
【請求項５】
前記被覆材は、成形品である請求項１乃至４のいずれか一項に記載の漏洩検出装置。
【請求項６】
前記被覆材は、前記配管に塗布された材料を硬化させたものである請求項１乃至４のいずれか一項に記載の漏洩検出装置。
【請求項７】
前記被覆材は、前記配管に貼り付けることが可能なシールである請求項１乃至４のいずれか一項に記載の漏洩検出装置。
【請求項８】
前記検出手段は、前記被覆材の歪みを検出する歪みゲージである請求項１乃至７のいずれか一項に記載の漏洩検出装置。
【請求項９】
前記検出手段は、前記被覆材に配線された検出回路を有し、
前記被覆材は、変化したときに前記検出回路を断線する請求項１乃至７のいずれか一項に記載の漏洩検出装置。
【請求項１０】
前記検出手段は、前記被覆材が変化する際に発生する振動の波形を検出する請求項１乃至７のいずれか一項に記載の漏洩検出装置。
【請求項１１】
前記被覆材を複数備え、
前記検出手段は、複数の前記被覆材の変化を検出する請求項１０に記載の漏洩検出装置。
【請求項１２】
前記伝送手段は、無線通信を用いて、前記判断手段の判断結果を伝送する請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の漏洩検出装置。
【請求項１３】
前記伝送手段は、前記配管を介して、前記判断手段の判断結果を伝送する請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の漏洩検出装置。
【請求項１４】
前記判断手段への電力は、前記配管を介して供給される請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の漏洩検出装置。
【請求項１５】
前記検出手段の検出結果を記憶する記憶手段を備える請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の漏洩検出装置。
【請求項１６】
空調対象空間に空調した空気を供給する室内ユニットと、
前記空調対象空間の外部に配置され、外気と熱交換を行う室外ユニットと、
前記室内ユニットと前記室外ユニットとの間で、冷媒を循環させるための配管と、
前記配管に設けられた請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の漏洩検出装置と、
を備える空調装置。
【請求項１７】
前記漏洩検出装置への電力が、前記室内ユニットを介して供給される請求項１６に記載の空調装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−１２２９２５（Ｐ２０１２−１２２９２５Ａ）
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７５４８１（Ｐ２０１０−２７５４８１）
【出願日】平成２２年１２月１０日（２０１０．１２．１０）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【出願人】（０００２３６０５６）三菱電機ビルテクノサービス株式会社 (1,792)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１０日（２０１０．１２．１０）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【出願人】（０００２３６０５６）三菱電機ビルテクノサービス株式会社 (1,792)
【Ｆターム（参考）】
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