空调机的制作方法

本发明涉及具备检测制冷剂气体的浓度的气体传感器的空调机。

背景技术：

以往，在空调机的内部具备检测制冷剂泄漏的气体传感器。在这种具备气体传感器的空调机中，具备在由于老化和环境压力的影响致使气体传感器不能进行正常的检测之前，诊断气体传感器的异常，并向用户通知更换时期的功能(例如，参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开2008-233065号公报

例如在美容室等，日常使用喷发剂或者护发素之类的包含硅氧烷(si基)的商品。在这样的硅氧烷大量存在的硅氧烷环境中，存在由于被硅氧烷毒化而导致气体传感器不能正常发挥功能的情况。

然而，在专利文献1中，未对由硅氧烷毒化所引起的气体传感器的劣化进行研究。因此，存在以下问题，即：即使由于被硅氧烷毒化而导致气体传感器达到了寿命，在用户未注意到该情况的状态下继续使用，从而有可能无法检测制冷剂泄漏。

技术实现要素：

本发明是为了解决上述所示的课题而完成的，其目的在于提供一种在由于硅氧烷毒化而导致气体传感器接近了寿命的情况下能够发出警报的空调机。

本发明所涉及的空调机具备：壳体；气体传感器，其配置于壳体内，输出与制冷剂浓度相应的传感器输出；控制装置，其对比气体传感器的传感器输出、与作为识别有无制冷剂泄漏的阈值的第1阈值来检测制冷剂泄漏；以及输出装置，其发出警报，在气体传感器的传感器输出为第2阈值以上并且小于比第2阈值高的第1阈值的状态持续预先设定的设定期间的情况下，控制装置使输出装置发出警报，其中，上述第2阈值被设定为是比表示由于硅氧烷毒化而导致气体传感器的灵敏度变为零的极限电压低的电压。

根据本发明，能够在由于被硅氧烷毒化而导致气体传感器接近了寿命的情况下发出警报。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1所涉及的空调机的外观结构的主视图。

图2是示意性地表示本发明的实施方式1所涉及的空调机的内部构造的主视图。

图3是示意性地表示本发明的实施方式1所涉及的空调机的内部构造的侧视图。

图4是表示本发明的实施方式1所涉及的空调机中的由硅氧烷毒化所引起的传感器输出的变化的图。

图5是表示本发明的实施方式1所涉及的空调机中的基于气体传感器的传感器输出的判断处理的流程的流程图。

具体实施方式

实施方式1

图1是表示本发明的实施方式1所涉及的空调机的外观结构的主视图。图2是示意性地表示本发明的实施方式1所涉及的空调机的内部构造的主视图。图3是示意性地表示本发明的实施方式1所涉及的空调机的内部构造的侧视图。在该实施方式1中，作为空调机的一个例子，对设置于成为空气调节对象空间的室内空间的地面的落地式的空调机进行说明，但本发明并不局限于此，也可以是壁挂式或天花板嵌入式的空调机。此外，以下的说明中的各结构部件彼此的位置关系(例如，上下关系等)是将空调机设置为能够使用的状态下的位置关系。

在空调机的壳体1，在前表面下部设置有吸入口2，在前表面上部设置有排出口3。而且在壳体1的前表面配置有遥控器10。在壳体1的内部配置有热交换器4、风扇5、气体传感器6、扩口部7以及控制装置8等。空调机通过风扇5的驱动从吸入口2吸入室内空气，通过风扇5使吸入的空气向壳体1的上部移动，在热交换器4中与制冷剂进行热交换并从排出口3向室内排出。

在空调机中热交换器4与压缩机、室外侧热交换器以及减压装置(均未图示)等一起构成制冷剂回路，制冷剂在制冷剂回路中循环，由此空调机进行室内空间的制冷和制热中的一方或者其双方。

例如将r32等可燃性制冷剂用作制冷剂。即使万一可燃性制冷剂向室内泄漏，若空间中的制冷剂浓度较低，也不会着火。这里，将可燃性制冷剂不会起火的极限下限浓度称为着火浓度。若以r32的分子量52、常温25℃进行计算，则r32的着火浓度是0.3[kg/m³]，体积比为14.4。此外，作为制冷剂，除了r32之外，可以使用r1234yf或r1234ze(e)等微燃性制冷剂、或者r290、r1270等强燃性制冷剂，也能够使用具有不燃性的r22或者r410a等不燃性制冷剂。

遥控器10具备由液晶面板等构成的显示装置10a、和输入设定温度的输入装置(未图示)。

扩口部7是在空调机的设置场所由施工人员进行配管连接工程的部位。具体而言，扩口部7例如由扩口接头构成，该扩口接头用于将连接于热交换器4的室内配管11a及室内配管11b、与壳体1外的延长配管12a及延长配管12b连接起来。在由于施工失误等例如制冷剂从扩口部7泄漏的情况下，由于制冷剂比空气的比重大，因此积存于作为壳体1内的下部空间的沉积部9。积存于沉积部9的制冷剂最终从吸入口2向室内溢出。

气体传感器6配置于沉积部9内，输出与制冷剂浓度相应的电压即传感器输出[v]。气体传感器6例如作为半导体气体传感器由sno2(氧化锡)传感器构成。对气体传感器6另行详述。

控制装置8进行空调机整体的控制。控制装置8例如由微型计算机构成，并具备cpu、ram以及rom等。在rom存储有控制程序和与后述的图5的流程图对应的程序等。

例如每隔1分钟向控制装置8依次输入从气体传感器6输出的传感器输出，并基于其输入进行对有无制冷剂泄漏的检测、对由于被硅氧烷毒化而导致气体传感器6接近寿命这一情况的检测、以及对传感器故障的检测。此外，以下，对于“气体传感器6接近寿命”这一情况，其意味着到气体传感器6达到寿命为止还有宽裕，从而将其称为“寿命宽裕”。

接下来，对构成气体传感器6的氧化锡传感器中的制冷剂泄漏的检测原理进行说明。

在作为传感器元件的氧化锡的表面，通过通电吸附有空气中的氧。这里，若作为还原性气体的制冷剂气体接近传感器元件附近，则夺取氧化锡表面的氧，即发生还原反应，从而传感器元件的电阻值下降。由此，传感器输出(电压)上升。这样能够基于若制冷剂气体接近传感器元件则电压上升的现象来检测制冷剂泄漏。具体而言，在传感器输出为预先设定好的第1阈值以上、并且小于后述的第3阈值的情况下，检测为制冷剂泄漏。这里，第1阈值设定为与比着火浓度低的警报浓度对应的电压。并不特别地限定将警报浓度设定为比着火浓度低何种程度，可将警报浓度设定为着火浓度的例如0.01％左右。

而且，作为该实施方式1的特征，基于气体传感器6的传感器输出，通过硅氧烷毒化检测气体传感器6的寿命宽裕，在气体传感器6达到寿命之前，输出促使更换等的警报。

接下来，对由硅氧烷毒化所引起的寿命宽裕的判断原理进行说明。

图4是表示本发明的实施方式1所涉及的空调机中的由硅氧烷毒化所引起的传感器输出的变化的图。在图4中，横轴是时间，纵轴是传感器输出[v]。在图4中示出了在没有制冷剂泄漏的通常时的传感器输出。

在硅氧烷环境下，硅氧烷具有的si基与作为传感器元件的氧化锡反应，作为si+o2＝sio2而粘附于氧化锡表面。这样粘附于氧化锡表面的sio2形成部分本来就是吸附氧的部分，但通过从氧化锡变化为sio2，而变得不能吸附氧。因此，传感器元件的电阻值下降。因此，即使在传感器元件的周围不存在制冷剂，也与存在制冷剂的情况相同地产生传感器输出[v]上升的现象。将这样的现象称为硅氧烷毒化。

此外，对于氧化锡表面的sio2形成部分而言，若没有超过1000℃的热，则si基不会再度从氧化锡表面分离。气体传感器6具备：气体感应部，器具有氧化锡作为传感器元件；和加热部，其加热气体感应部，将气体感应部加热至400℃左右来使用。这样，气体感应部的温度为400℃左右，不超过1000℃，因此附着于氧化锡表面的si基暂时不会从氧化锡表面分离。因此，即使改善了硅氧烷环境，也作为硅氧烷毒化而残留，气体传感器6的状态不会恢复到受到硅氧烷毒化之前的状态。因此，如图4所示，随着硅氧烷毒化进行，通常时的传感器输出逐渐上升。

而且，若硅氧烷毒化进一步进行并且气体传感器6最终达到寿命，则灵敏度变为零。即，成为氧化锡的整个表面被sio2覆盖，从而无法在氧化锡表面吸附氧且在氧化锡表面无氧的状态。这样，当在氧化锡表面无氧的状态下，即使发生制冷剂泄漏，也成为不存在与该制冷剂反应而从氧化锡表面夺取的氧的状态。因此，若成为在氧化锡表面无氧的状态，则传感器元件的电阻值下降至极限值。其结果是，传感器输出一直上升至极限电压。即，无论是发生还是没发生制冷剂泄漏，传感器输出持续输出极限电压，已经不能作为传感器发挥功能，骑灵敏度变为零。

这样，在由于硅氧烷毒化而导致气体传感器6达到了寿命的情况下，持续输出高于通常时的传感器输出的极限电压。在该实施方式1中，为了判断气体传感器6将要达到寿命前的寿命宽裕，因此将低于极限电压的电压设定为用于判断硅氧烷毒化的第2阈值。

此外，极限电压不会变成发生了制冷剂泄漏时的传感器输出以上的电压，因此能够通过传感器输出来区别硅氧烷毒化和制冷剂泄漏。即，在硅氧烷毒化的情况下，持续进行低于制冷剂泄漏时的传感器输出，因此能够通过检测该输出来判断寿命宽裕。具体而言，在第2阈值以上并且小于第1阈值的传感器输出持续预先设定的设定期间的情况下，控制装置8判断为寿命宽裕。设定期间例如可以设定为从1小时到数日。若将设定期间例如设为数秒～数分钟的程度，则例如将在气体传感器6附近暂时照射喷发剂从而传感器输出暂时上升的现象误检测为寿命宽裕，应避免这种情况。

以下，对基于气体传感器6的传感器输出的、控制装置8中的具体的判断处理进行说明。控制装置8预先存储有第1阈值～第3阈值，该第1阈值～第3阈值用于分别识别由硅氧烷毒化引起的寿命宽裕、制冷剂泄漏以及传感器故障，控制装置8基于这些阈值进行判断。对于第1阈值和第2阈值，如上所述。第3阈值是包含存在制冷剂泄漏的情况下的偏差在内的输出范围的最大值，另外，也可以是判断有无传感器故障的阈值。第1阈值～第3阈值具有以下的关系。第2阈值＜第1阈值＜第3阈值。

第1阈值～第3阈值能够根据试验结果或者模拟结果等而计算出。例如，作为气体传感器6的特性，假设没有制冷剂泄漏的情况下的传感器输出的范围、即通常时的传感器输出的范围包含偏差在内例如是0.2v～1.0v的范围。而且，假设在基于气体传感器6的检测浓度达到了警报浓度的情况下、即发生了制冷剂泄漏情况下的传感器输出包含偏差在内例如处于1.5v～4.5v的范围。这里，假设硅氧烷毒化进行并且最终达到了寿命的情况下的极限电压例如是1.5v。在具有这样的特性的气体传感器6的情况下，第1阈值设定为1.5v，第2阈值设定为1.0v，第3阈值设定为4.5v。

然而，在硅氧烷环境下使用空调机的情况下，需要寿命宽裕的判断，但在非硅氧烷环境下使用的情况下则不需要。因此，在非硅氧烷环境下使用空调机的情况下，使用第1阈值和第3阈值，正常地判断制冷剂泄漏和传感器故障即可。具体而言，若传感器输出小于第1阈值，则判断为正常，若为第1阈值以上并且小于第3阈值，则判断为制冷剂泄漏，若为第3阈值以上，则判断为传感器故障即可。因此，该实施方式1的空调机构成为：在控制装置8设置双列直插开关(未图示)，从而能够将设定切换为硅氧烷环境用的判断处理或者非硅氧烷环境用的判断处理。由此，施工人员根据空调机的设置环境进行双列直插开关的设定，由此能够进行适于设置环境的判断。此外，双列直插开关相当于本发明的切换装置。作为切换装置，另外例如也可以构成为能够通过遥控器上的操作来切换设定。

图5是表示本发明的实施方式1所涉及的空调机中的基于气体传感器的传感器输出的判断处理的流程的流程图。

控制装置8确认双列直插开关(未图示)的设定来检查空调机的设置环境是否处于硅氧烷环境(步骤s1)。这里，若空调机的设置环境是硅氧烷环境(在步骤s1中为是)，则控制装置8将flg从0设为1(步骤s2)。由此，之后进行硅氧烷环境用的判断处理。此外，flg是在非硅氧烷环境的情况下设为0并在硅氧烷环境的情况下设为1的标志，在初始设定中设为0。

接着，控制装置8检查气体传感器6的传感器输出是否小于第2阈值(步骤s3)。若气体传感器6的传感器输出小于第2阈值(在步骤s3中为是)，则判断为正常(步骤s4)。在气体传感器6的传感器输出为第2阈值以上并且小于第1阈值的情况下(在步骤s3中为否，在步骤s5中为是)，接着，控制装置8检查flg(步骤s6)。这里flg被设为1，因此接着判断该传感器输出是否持续了设定期间(步骤s7)。在步骤s7的判断为是的情况下，硅氧烷毒化正在进行，控制装置8判断为寿命宽裕(步骤s8)。

另外，在气体传感器6的传感器输出为第1阈值以上并且小于第3阈值的情况下(在步骤s5中为否，在步骤s9中为是)，控制装置8判断为制冷剂泄漏(步骤s10)。另外，在气体传感器6的传感器输出为第3阈值以上的情况下(在步骤s9中为否)，控制装置8判断为传感器故障(步骤s11)。

若如以上那样完成判断，则在判断结果为正常以外的情况下，控制装置8向遥控器10的显示装置10a输出警报(步骤s12)，从而通知给用户。警报的输出可以是表示判断结果的内容的消息的显示，在寿命宽裕和传感器故障的情况下，也可以是促使气体传感器6的更换的消息的显示。另外，输出方法并不局限于向显示装置10a的显示，也可以从声音输出装置用声音进行输出，或者点亮led等显示器等。

而且，在判断结果为正常以外的情况下，即，在传感器输出为第2阈值以上的情况下，控制装置8使风扇5驱动，使风扇5的运转持续到更换气体传感器6为止(步骤s13)。此外，对是否更换了气体传感器6的判断如以下那样即可。气体传感器6具有传感器基板(未图示)，在气体传感器6正常动作期间，从传感器基板向控制装置8持续发送“正常”信号。而且，若一旦变为异常，则从传感器基板向控制装置8持续发送“异常”信号。因此，当在“异常”信号之后发送来了“正常”信号的情况下，控制装置8判断为气体传感器6已被更换。

接下来，在空调机的设置环境为非硅氧烷环境的情况下，在步骤s1的判断中变为否，保持将flg初始设为0的状态不变，控制装置8进行步骤s5的判断。即，控制装置8不进行使用步骤s3的第2阈值的判断，而是检查传感器输出是否小于第1阈值(步骤s5)。在传感器输出小于第1阈值的情况下，控制装置8接着检查flg，这里，flg被设为0，因此控制装置8判断为正常(步骤s4)。即，在非硅氧烷环境的情况下，若传感器输出小于第1阈值，则控制装置8判断为正常。此外，在传感器输出为第1阈值以上的情况下，进行与上述相同的处理，由此进行制冷剂泄漏或者传感器故障的判断。

如以上说明的那样，根据该实施方式1，在气体传感器6的传感器输出为第2阈值以上并且小于第1阈值的状态持续设定期间的情况下，能够判断为气体传感器6处于由硅氧烷毒化所引起的寿命宽裕的状态。因此，能够在气体传感器6由于硅氧烷毒化而灵敏度变为零之前，输出警报并促使用户更换气体传感器6。因此，能够防止在用户未注意到的状态下，气体传感器6达到寿命，从而无法检测制冷剂泄漏而未发出警报的情况。

另外，在气体传感器6的传感器输出为第1阈值以上并且小于第3阈值的情况下，从显示装置10a输出表示制冷剂泄漏的警报，因此能够向用户通知制冷剂泄漏。

另外，在气体传感器6的传感器输出为第3阈值以上的情况下，从显示装置10a输出表示传感器故障的警报，因此能够向用户通知传感器故障。

另外，在气体传感器6的传感器输出为第2阈值以上的情况下，控制装置8使风扇5驱动，并使风扇5的运转持续到气体传感器6被更换为止，因此能够将空间内的制冷剂浓度抑制为小于着火浓度，从而能够保持安全性。

此外，这里，作为导致气体传感器6的劣化的重要因素，以作为环境压力的硅氧烷毒化为中心进行了说明，但除此之外也有老化因素。若气体传感器6老化，则产生以下现象，即：在空间内的制冷剂浓度处于警报浓度时，在出厂时的新品状态下传感器输出例如为2v，若发生老化，则传感器输出降低，例如变为1.5v。该现象与由于硅氧烷毒化而导致传感器输出上升的现象相反。由硅氧烷毒化引起的劣化以及老化这双方作用于气体传感器6，因此需要考虑上述双方来进行寿命宽裕的判断。然而，实际上，对于气体传感器6的传感器元件而言，与老化相比，较强地受到硅氧烷毒化的影响，因此通过以目前为止说明的判断方法来进行寿命宽裕的判断，能够以充分的精度进行寿命宽裕的判断。

另外，将考虑了气体传感器6的老化的制冷剂泄漏的检测从本发明的主旨中排除，只要采用以往公知的技术即可，无论如何，只要通过对比气体传感器6的传感器输出与作为识别有无制冷剂泄漏的阈值的第1阈值来检测制冷剂泄漏即可。

另外，为了可靠地防止由喷发剂等的暂时的照射等所引起的寿命宽裕的误检测，也可以进一步进行以下的确认。即，也可以构成为：在判断为是寿命宽裕之后，使风扇5运转预先设定好的期间，并在风扇5运转后，确认传感器输出未从第2阈值以上并且小于第1阈值的值改变。

另外，上述中的传感器输出和时间等的具体的数值只不过表示一个例子，这些数值只要根据实际使用条件等适当地设定即可。

附图标记说明

1…壳体；2…吸入口；3…排出口；4…热交换器；5…风扇；6…气体传感器；7…扩口部；8…控制装置；9…沉积部；10…遥控器；10a…显示装置；11a…室内配管；11b…室内配管；12a…延长配管；12b…延长配管。