JP2002071432A - 冷凍サイクル用液面検知計及び冷凍サイクル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フロートを耐圧性を有する小形のフロートと
することにより、小型で、メンテナンス性に優れ、しか
も長寿命で、信頼性の高い冷凍サイクル用液面検知計を
得る。 【解決手段】 液冷媒、油、あるいは液冷媒と油との混
合溶液１６が溜まる高圧の容器１５中で使用され、磁性
を有するフロート１７と、このフロート１７内を貫通し
てフロート１７をガイドすると共に、一端が気密された
非磁性材料からなるパイプ１２と、パイプ１２内部に収
められた磁気センサ９とを備えた冷凍サイクル用液面検
知計７において、フロート１７は中実構造であり、かつ
平均比重が、容器１５内に溜まる液体１６の比重に比べ
て小さくなるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、冷媒としてフロ
ンガスを用いる冷凍、空調機器において、冷凍サイクル
を構成する圧縮機、オイルセパレータ、受液タンク、ア
キュムレータ等の部品内部に溜まる油、液冷媒、あるい
は油と液冷媒との混合溶液の液量を検知する冷凍サイク
ル用液面検知計の構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】まず、冷凍サイクル用液面検知計を説明
する前に、冷凍、空調機器の室外機）における液面検知
計の役目を説明する。図１２はパッケージエアコン（Ｐ
ＡＣ）の室外機の冷媒回路（冷凍サイクル）を示すブロ
ック図である。図において、１は圧縮機、２は凝縮器、
３は絞り装置、４は蒸発器、５はアキュムレータ、６は
補助タンクであり、これら部品を順次配管接続すること
で室外機は構成されている。７は補助タンク６内に設置
された液面検知計であり、液面検知計７は、フロート
８、磁気センサ９、リード線１０、パイプ１２により構
成されている。

【０００３】上記室外機における冷媒の流れを説明す
る。圧縮機１より吐出された高温高圧のガス冷媒は、凝
縮器２へ流入する。ここでガス冷媒は空気、水等と熱交
換して凝縮、液化する。凝縮器２で凝縮、液化した液冷
媒は、絞り装置３によって液冷媒が減圧され、膨張して
低温低圧となり蒸発器４へ流入する。ここで低温低圧の
液冷媒は空気、水等と熱交換して、室内を冷房し、ガス
または乾き度の大きな気液二相状態になる。そしてガス
または乾き度の大きな気液二相状態になった冷媒は、ア
キュムレータ５に流入する。この冷媒はアキュムレータ
５で気液分離され、ガス冷媒だけが圧縮機１へ戻る。

【０００４】次に図１３を用いてアキュムレータ５（図
示せず）に接続された補助タンク６及び液面検知計７に
ついて説明する。図１３において、１１ａ、１１ｂはア
キュムレータ５に連通する連通管、１２はパイプ、１３
はフロート８内部に設置された磁石、１４は補助タンク
６に溜まった液冷媒である。補助タンク６はアキュムレ
ータ５の側方に付加されており、上部の連通管１１ａに
よってアキュムレータ５の上部空間と補助タンク６の上
部空間とが連通し、下部の連通管１１ｂによって液冷媒
が補助タンク６へ流出入することにより、アキュムレー
タ５と補助タンク６の液冷媒１４の液面レベルが同じレ
ベルとなるように構成されている。

【０００５】補助タンク６には、液面レベルの変化に応
じて上下する液面検知計７が設けられている。液面検知
計７は内部に磁石１３が設置され、中空構造のステンレ
ス材からなるフロート８と、このフロート８内を貫通し
てフロート８をガイドするとともに、一端が気密された
非磁性材料からなるパイプ１２と、前記パイプ１２内部
に設けられ、磁石１３によりＯＮ、ＯＦＦ可能な磁気セ
ンサ９と、圧縮機１と磁気センサ９とを電気的に接続
し、磁気センサ９のＯＮ、ＯＦＦ状態を外部に伝達する
リード線１０ａ、１０ｂとから構成されている。

【０００６】ここで液面検知計７の動作について説明す
る。図１４は補助タンク７に溜まっている液冷媒の液面
位置がＬ１の場合を示している。フロート８は液面位置
Ｌ１に浮いているが、この場合、液面位置が低いため、
フロート８部に設置された磁石１３に対向する位置に磁
気センサ９はなく、磁気センサ９はＯＦＦとなり、リー
ド線１０ａ、１０ｂを介して信号は出力されない。

【０００７】次に、図１５に補助タンク６に溜まってい
る液冷媒の液面位置がＬ１からＬ２に上昇した場合を示
す。フロート８は液面とともに上昇し、液面位置Ｌ２で
静止する。この場合は、フロート８内部に収められた磁
石１３に対向する位置に磁気センサ９があり、磁気セン
サ９はＯＮとなる。磁気センサ９がＯＮになると、リー
ド線１０ａ、１０ｂを介して信号が出力され、リード線
１０ａ、１０ｂと電気的に接続された圧縮機１が停止す
る。これによりアキュムレータ５の吸入管から液冷媒が
圧縮機１へ流入し、急激な液バックが起こる前に圧縮機
１を停止させ、圧縮機１の破損を防止することができ
る。

【０００８】フロート８は、冷媒中で十分な浮力を必要
とするため中空構造であり、かつ補助タンク６内部が高
圧になるため金属材料製の耐圧構造となる。また磁気セ
ンサ９の感度低下、誤検知を防ぐためフロート８は非磁
性材料で構成されている。ここで示した例ではフロート
本体は２ピース構造になっており、ステンレス薄板をプ
レス加工等により球形に成形し、その後溶接、ろう付等
で接合され、気密構造にされている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来の冷凍サイクル用
液面検知計は以上のように構成されているので、フロー
ト８が耐圧構造を備え、かつ冷媒中で浮く十分な浮力を
得るために、フロート８の体積を大きくする必要があっ
た。このためフロート８が大形になる問題があった。

【００１０】またフロート８は中空、２ピース構造であ
るため、溶接、ろう付終了後に漏れ検査を行い、信頼性
を確保する必要がある。このためコスト的に高くなると
いう問題があった。また、フロート８の溶接、ろう付部
に小さなスローリークがあった場合、液冷媒が少しづつ
フロート内部に浸入し、フロート８が浮かなくなり、液
面を検知できなくなるという問題があった。

【００１１】さらに、フロート８を交換する場合、フロ
ート８の体積が大きいため、フロートだけを取り出すこ
とができず、補助タンク６ごと交換する必要があった。
このため冷媒の大気放出によるオゾン層の破壊、地球の
温暖化や、冷媒を回収するために冷媒回収装置を準備す
る必要があるのでメンテナンス性が悪く、高コストであ
るという問題があった。

【００１２】また、冷凍サイクル用液面検知計が何らか
の理由で動作しなくなった場合、現在の構造では動作不
良の原因がリード線の断線か、あるいは磁気センサの故
障かを判別することができない。そのため故障個所を判
定するには磁気センサ及びリード線を取り外して見なけ
れば故障個所を判定できないためメンテナンス性が悪
く、高コストであるという問題があった。

【００１３】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたものであり、フロートを小形にできると
ともに、液冷媒の浸入による浮力の低下がなく、長寿命
で、かつメンテナンス性に優れ、しかも信頼性の高い冷
凍サイクル用液面検知計を得ることを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の構成によ
る冷凍サイクル用液面検知計は、液冷媒、油、あるいは
液冷媒と油との混合溶液が溜まる高圧の容器中で使用さ
れ、磁性を有するフロートと、このフロート内を貫通し
て上記フロートをガイドすると共に、一端が気密された
非磁性材料からなるパイプと、上記パイプ内部に収めら
れた磁気センサとを備えた冷凍サイクル用液面検知計に
おいて、上記フロートは中実構造であり、かつ平均比重
が、上記容器内に溜まる液体の比重に比べて小さいもの
である。

【００１５】また、本発明の第２の構成による冷凍サイ
クル用液面検知計は、第１の構成において、フロート
は、高分子を主成分とする材料で構成されているもので
ある。

【００１６】また、本発明の第３の構成による冷凍サイ
クル用液面検知計は、第１の構成において、フロート
は、比重の小さい粒子と、磁性材料と、上記粒子と上記
磁性材料とをつなぐ成形容易な高分子材料とを、フロー
トの平均比重が、容器内に溜まる液体の比重に比べて小
さくなるように混合して一体成形したものである。

【００１７】また、本発明の第４の構成による冷凍サイ
クル用液面検知計は、第３の構成において、比重の小さ
い粒子と磁性材料とをつなぐ成形容易な高分子材料は、
容器内に溜まる液体との反応性が低い材料であるもので
ある。

【００１８】また、本発明の第５の構成による冷凍サイ
クル用液面検知計は、第２または第３の構成において、
フロートの表面は、容器内に溜まる液体との反応性が低
い材料で覆われているものである。

【００１９】また、本発明の第６の構成による冷凍サイ
クル用液面検知計は、第１の構成において、パイプ内の
２個所にそれぞれ磁気センサを設け、容器内に溜まる液
体の上限の液面と下限の液面を検知するようにしたもの
である。

【００２０】また、本発明の第７の構成による冷凍サイ
クル用液面検知計は、第１の構成において、パイプ内の
上下方向に複数個の磁気センサを設け、容器内に溜まる
液体のリニアな液面検知を行うようにしたものである。

【００２１】また、本発明の第８の構成による冷凍サイ
クル用液面検知計は、第１の構成において、パイプに装
着され、容器と脱着可能に結合する継手を備え、上記継
手の大きさをフロートの径より大きくして上記容器より
液面検知計が脱着可能となるようにしたものである。

【００２２】また、本発明の第９の構成による冷凍サイ
クル用液面検知計は、第８の構成において、磁気センサ
のリード線が印刷された印刷回路基板上に磁気センサを
取り付け、上記印刷回路基板をパイプ内部に挿入すると
ともに、上記印刷回路基板を上記パイプに固定する部分
に、パイプ内部と外気とを気密するパッキン部材を設け
たものである。

【００２３】また、本発明の第１０の構成による冷凍サ
イクル用液面検知計は、第１の構成において、磁気セン
サのリード線間に上記磁気センサと並列に電気抵抗を設
けるとともに上記リード線間の抵抗値を計測するように
したものである。

【００２４】また、本発明の冷凍サイクルは、第１ない
し第１０の何れかに記載の冷凍サイクル用液面検知計を
冷凍サイクルを構成する部品に取り付け、上記部品の内
部に溜まる液体の液面を検知するようにしたものであ
る。

【００２５】

【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、本発明の実
施の形態１を図を用いて説明する。図１は本発明の実施
の形態１による冷凍サイクル用液面検知計を示す断面構
成図である。図において、１５は液冷媒（例えばＲ−２
２、Ｒ−４０７Ｃ）、油、あるいは上記液冷媒と油との
混合溶液を溜める耐圧構造を備えたタンク、１６はタン
ク１５に溜まった液冷媒、油、あるいは液冷媒と油とが
混合した混合溶液よりなる液体である。１７は、例えば
ポリアミド６６、ポリアミド６、ポリプロピレン、ポリ
フェニレンスルファィド、フェノール樹脂、ニトリルゴ
ム等よりなる、高分子を主成分とする材料からなるフロ
ートであり、内部に至るまで上記高分子材料が存在する
中実構造をしている。これによりフロート１７は耐圧性
を備えると共に、フロートの平均比重が液体１６の比重
に比べて小さくなるように構成される。またフロート１
７の内部には磁石１３が挿入、あるいは包み込まれてお
り、これによりフロート１７は磁性を有する。なお、液
体１６の比重は、冷媒がＲ−２２であり、温度２０℃で
飽和液体の場合、１．２１ｇ／ｃｍ³、冷媒がＲ−４０
７Ｃであり、温度２０℃で飽和液体の場合、１．１７ｇ
／ｃｍ³である。１１ａ、１１ｂは圧縮機、オイルセパ
レータ、レシーバ、アキュムレータ等の冷凍サイクルを
構成する部品とタンク１５とを連通する連通管であり、
これにより圧縮機、オイルセパレータ、レシーバ、アキ
ュムレータ等における液面レベルとタンク１５内の液体
１６の液面レベルとを同期させている。１２はタンク１
５の上面、あるいは下面から突出し、かつフロート１７
内を貫通して、フロート１７をガイドするともに、一端
が気密され、例えばステンレス等の非磁性材料からなる
耐圧性を備えたパイプである。９は前記パイプ１２内部
に収められ、リード線１０ａ、１０ｂが接続された磁気
センサである。

【００２６】次に、本実施の形態１による冷凍サイクル
用液面検知計を使用した場合の液面検知動作について説
明する。ただし、冷媒回路は図１２で示した従来の冷媒
回路と同じものを用いることとする。タンク１５内に溜
まった液体１６は室外機の運転状況に応じて上昇、下降
し、それに同期するようにフロート１４も動く。タンク
１５内に溜まった液体１６の液面位置が磁気センサ９の
設置位置以下ならば、磁気センサ９と対向する位置にフ
ロート１７内に内包された磁石１３がないので、磁気セ
ンサ９はＯＦＦとなり、リード線１０ａ、１０ｂを介し
て信号は出力されない。またタンク１５内に溜まった液
体１６の液面位置が磁気センサ９の設置位置と同じなら
ば、磁気センサ９と対向する位置にフロート１７内に内
包された磁石１３があるので、磁気センサ９はＯＮとな
り、リード線１０ａ、１０ｂを介して信号が出力され
る。

【００２７】このように、本実施の形態１による液面検
知計において、フロート１７は、耐圧性を有する中実構
造であり、かつ比重が液体１６より小さいため、従来の
中空構造のフロート８に比べフロートを小形、軽量化す
ることができる。また、フロート１７は中実構造である
ため、フロート内部に冷媒が浸入しないので、使用期間
においてフロートの平均比重が変化せず、安定に液面を
検知することができる。従って本実施の形態１による冷
凍サイクル用液面検知計は、本来の液面検知機能を確保
したまま、設置スペースが小さく、かつ長期に渡って安
定的に液面を検知することができるものとなる。

【００２８】実施の形態２．図２は本発明の実施の形態
２による冷凍サイクル用液面検知計を搭載したアキュム
レータの構成を示す断面構成図であり、アキュムレータ
内に溜まった液の液面を検知する液面検知計を、補助タ
ンクに取り付けるのではなく、アキュムレータ５に直接
取り付けたものである。図２において、冷凍サイクル用
液面検知計７は、実施の形態１と同様、中実構造のフロ
ート１７を備えるものである。他端が封止され、耐圧性
を具備するとともに、フロート１７内を貫通するパイプ
１２は、アキュムレータ５内部に設けられ、アキュムレ
ータ５の容器の下面、あるいは上面に向かって突設され
ている。また、パイプ１２はアキュムレータ５の容器と
溶接またはろう付により接合されている。

【００２９】前述したように、本発明の冷凍サイクル用
液面検知計は小型化できるので、本実施の形態２に示す
ように、アキュムレータ５に直接取り付けることができ
る。これにより、従来必要であった補助タンク１３を廃
止することができるようになる。

【００３０】実施の形態３．図３は本発明の実施の形態
３による冷凍サイクル用液面検知計の構成を示す断面構
成図である。図において、１８は比重の小さい材料より
構成される中実構造の第１の部材であり、例えばポリエ
チレン、ポリメチルペンテン等である。１９は冷媒や油
との反応性が低い高分子材料で構成される第２の部材で
あり、表１に冷媒と第２の部材１９との組み合わせ例を
示す。

【００３１】

【表１】

【００３２】第１の部材１８内部には磁石１３が挿入、
あるいは包み込まれており、この第１の部材１８を第２
の部材１９で包み込むことにより、フロート１７の表面
は第２の部材で覆われた構成となっている。また、フロ
ート１７の平均比重は液冷媒、油、あるいは液冷媒と油
との混合溶液の比重に比べて小さくなるように構成され
ている。

【００３３】このように、本実施の形態の液面検知計
は、フロート１７の表面が冷媒や油との反応性の低い第
２の部材１９で覆われているため、たとえ第１の部材が
油や冷媒と相性が悪く、膨潤、劣化等の問題があったと
しても、油や冷媒とフロートの相性を気にすることなく
使用できる。また、実施の形態１の液面検知計と同様、
中実構造であり、かつ液冷媒、油、あるいは液冷媒と油
との混合溶液の比重に比べて、比重が小さいため、耐圧
性のある小型のフロート１７となる。

【００３４】実施の形態４．図４は本発明の実施の形態
４による冷凍サイクル用液面検知計の構成を示す断面構
成図である。図において、２０は比重の小さいガラスバ
ルーン、あるいは高分子材料製の中空ビーズで構成され
る第３の部材、２１は冷媒や油との反応性が低く、成形
容易な高分子材料で構成される第４の部材であり、冷媒
の種類に応じて、例えば前記表１に記載される高分子材
料が用いられる。２２は磁性材料で構成される第５の部
材であり、例えばフェライト等の炭素鋼である。フロー
ト１７は第３の部材２０、第４の部材２１、および第５
の部材２２の混合比率を調整し、フロートの密度を液冷
媒、油あるいは液冷媒と油の混合溶液の比重に比べて小
さくなるように成形にしたものである。冷媒や油との反
応性が低く、成形容易な高分子材料で構成される第４の
部材２１に、比重の小さいガラスバルーン、あるいは高
分子材料製の中空ビーズで構成される第３の部材２０
と、磁性材料である第５の部材２２を混合することによ
り、磁性を有し、任意の比重を持つフロートを容易に製
造することができる。また、このようにして得られたフ
ロート１７は、中実構造であるため、耐圧性を具備する
ともに、フロート内部に冷媒が浸入しないので、使用期
間においてフロートの平均比重が変化せず、安定に液面
を検知することができる。

【００３５】このように本実施の形態４の液面検知計
は、液冷媒、油、あるいは液冷媒と油との混合溶液の比
重に比べて、比重が小さく、かつ耐圧性のある、中実構
造の小型のフロート１７を実現することができ、かつ冷
媒との相性を気にすることなく使用できる。

【００３６】なお、上記実施の形態においては、第３の
部材２０として、比重の小さいガラスバルーン、あるい
は高分子材料製の中空ビーズを挙げたが、この他、シラ
スバルーン、シリカバルーン、カーボンバルーン、フェ
ノールバルーン等、比重の小さい粒子であればよい。ま
た、上記実施の形態においては、第４の部材２１とし
て、冷媒や油との反応性が低く、成形容易な高分子材料
を用いたが、第３の部材２０と第５の部材２２とをつな
ぐことのできる成形容易な高分子材料であってもよい。
なお、この場合、実施の形態３と同様に、フロート表面
を第２の部材で覆うようにすると、冷媒との相性を気に
することなく使用できる。

【００３７】実施の形態５．図５は本発明の実施の形態
５による冷凍サイクル用液面検知計の構成を示す断面構
成図である。本実施の形態では、タンク１５の上面、あ
るいは下面より突出したパイプ１２内の２個所にそれぞ
れ磁気センサ９ａ、９ｂを設けたものである。なお、上
側の磁気センサ９ａにはリード線１０ａ、１０ｂが、下
側の磁気センサ９ｂにはリード線１０ｂ、１０ｃが電気
的に接続されている。

【００３８】上下に２つの磁気センサ９ａ、９ｂを設け
る理由は、次のとおりである。下側の液面検知は、アキ
ュムレータに溜まる液冷媒と油との混合溶液がなくなっ
た場合、圧縮機への返油不足により、圧縮機が焼付き、
圧縮機を破損するのを防止するためである。また、上側
の液面検知は、アキュムレータに溜まった油、液冷媒、
あるいは液冷媒と油との混合溶液が過剰であると、アキ
ュムレータの流出管を通って、圧縮機に直接、油、液冷
媒、あるいは液冷媒と油との混合溶液が戻って液圧縮を
起こし、圧縮機を破損するの防止するためである。この
ように、本実施の形態では、上下に２つの磁気センサ９
ａ、９ｂを設け、タンク内に溜まる液冷媒、油、あるい
は液冷媒と油との混合溶液の上限の液面と下限の液面を
検知するようにしたので、圧縮機への返油不足と、圧縮
機への急激な液バックを検知でき、圧縮機の焼付き、お
よび破損を防止することができる。なお、磁気センサ９
ａ、９ｂの動作については従来と同様である。

【００３９】実施の形態６．図６は本発明の実施の形態
６による冷凍サイクル用液面検知計の構成を示す断面構
成図である。図において、９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄはパ
イプ１２内の４個所にそれぞれ設置された磁気センサ、
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅは磁気センサ
９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄに電気的に接続されたリード線
である。

【００４０】次に動作、作用について説明する。タンク
１５内に溜まった液体１６は室外機の運転状況に応じて
上昇、下降し、それに同期するようにフロート１７も上
昇、下降する。フロート１７は、タンク１５内に溜まっ
た液体１６の液面位置に浮いている。図６に示す場合
は、磁気センサ９ｂと対向する位置にフロート１７があ
るので、磁気センサ９ｂがＯＮとなり、リード線１０
ａ、１０ｃを介して信号が出力される。そして液面が上
昇するとフロート１７も同様に上昇するので、磁気セン
サ９ｂはＯＦＦとなり、リード線１０ａ、１０ｃを介し
て信号が出力されない。さらに液面が上昇し、磁気セン
サ９ａと対向する位置にフロート１７が達すると、磁気
センサ９ａがＯＮとなり、リード線１０ａ、１０ｂを介
して信号が出力される。なお液面が下降した場合も同様
で、液面に応じて磁気センサが動作する。このように各
液面に応じて磁気センサ９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄがＯ
Ｎ、ＯＦＦすることにより、タンク１５内に溜まった液
体１６の液面をリニア的に検知することができる。

【００４１】なお、磁気センサの個数を増やし、磁気セ
ンサ間のピッチを小さくすれば、液面の検知精度を更に
向上させることができる。

【００４２】これにより冷房の負荷に応じて圧縮機の運
転を細かく制御できるので、消費電力を減らすことがで
き、省エネの冷凍、空調機器を実現することができる。
また、圧縮機の寿命を延ばすことも可能となる。

【００４３】実施の形態７．図７は本発明の実施の形態
７による冷凍サイクル用液面検知計の構成を示す断面構
成図である。図において、２３はタンク１５の上面にネ
ジ結合される継手であり、この継手２３には、タンク１
５下面に向かって突設し、他端が封止され、耐圧性を具
備したパイプ１２が溶接またはろう付により接合されて
いる。本実施の形態では、継手２３とタンク１５とをネ
ジ結合し、かつ継手２３の大きさをフロート１７の径よ
り大きくして、タンク１５より液面検知計を脱着できる
ようにしている。

【００４４】これにより、簡単に冷凍サイクル用液面検
知計を交換することができ、液面検知計のメンテナンス
性を向上することができる。

【００４５】なお、この構成は上記各実施の形態におい
て適用できるものである。

【００４６】実施の形態８．図８は本発明の実施の形態
８による冷凍サイクル用液面検知計の構成を示す断面構
成図である。図において、２４は磁気センサ９を固定、
支持する印刷回路基板、２５ａ、２５ｂは印刷回路基板
２４上に形成され、磁気センサ９を電気的に接続する印
刷回路パターンである。

【００４７】これにより、磁気センサ９が固定された印
刷回路基板２４をパイプ１２内部に容易に挿入すること
ができるとともに、取り出しも自在にできる。また、冷
媒回路内の冷媒を抜くことなく、磁気センサ９を交換す
ることができる。さらに、磁気センサの交換時に冷媒回
路内の冷媒が大気中に放出されないので、オゾン層の破
壊、地球の温暖化を防止することができる。

【００４８】実施の形態９．図９は本発明の実施の形態
９による冷凍サイクル用液面検知計の構成を示す断面構
成図である。図において、２６は磁気センサ９を固定、
支持する印刷回路基板２４を継手２３に固定するパッキ
ン部材である。このようにパッキン部材２６を設けるこ
とにより、パイプ１２内部への水分、ゴミ等の浸入を防
止することができ、磁気センサ９の動作不良や故障を低
減できる。

【００４９】なお、パッキン部材２６の設置位置は、パ
イプ１２の上端部であってもよい。

【００５０】実施の形態１０．図１０、図１１は本発明
の実施の形態１０による冷凍サイクル用液面検知計の検
知回路のブロック図である。図において、２７はリード
線１０ａとリード線１０ｂ、あるいは印刷回路基板２４
上の印刷回路パターン２５ａと印刷回路パターン２５ｂ
の間に、磁気センサ９と電気的に並列回路を形成するよ
うに、磁気センサ９と隣接して設けられた電気抵抗（抵
抗値：Ｒ）である。２８は磁気センサ９および電気抵抗
２７に接続された抵抗計である。また磁気センサ９は、
磁気を検知すると電気的に接続され、磁気を検知しない
と電気的に接続されないリードスイッチ等のスイッチで
構成されている。

【００５１】本実施の形態による冷凍サイクル用液面検
知計の動作について、図１０、図１１を用いて説明す
る。図１０は磁気センサ９がＯＦＦの場合、図１１は磁
気センサ９がＯＮの場合を示しており、電流は各々の場
合において矢印方向に流れる。磁気センサ９がＯＦＦの
場合、磁気センサ９は電気的に接続されておらず、電気
抵抗２７に電流が流れ、抵抗計２８の表示はＲオームと
なる。次に磁気センサ９がＯＮの場合、磁気センサ９は
電気的に接続され、磁気センサ９に電流が流れるが、電
気抵抗２７には電流が流れず、抵抗計２８の表示は０オ
ームとなる。また、検知回路のリード線１０ａ、１０
ｂ、あるいは印刷回路基板上の印刷回路パターン２５
ａ、２５ｂが断線し、磁気センサ９と電気抵抗２７とが
共に抵抗計２８に電気的に接続されない場合、抵抗計２
８の表示は無限大となる。

【００５２】実施の形態１〜９においては、冷凍サイク
ル用液面計が何らかの理由で動作しなくなった場合、原
因が磁気センサ９の動作不良か、あるいはリード線１０
ａ、１０ｂの断線によるものを簡単に判別することがで
きない。本実施の形態１０では、リード線１０ａとリー
ド線１０ｂ、あるいは印刷回路基板２４上の印刷回路パ
ターン２５ａと印刷回路パターン２５ｂの間に、磁気セ
ンサ９と電気的に並列回路を形成するように電気抵抗２
７を設けたので、磁気センサ９が故障し、検知回路と電
気的接続されない場合は、上記電気抵抗２７に電流が流
れ、抵抗計２８の表示は液面の移動に関係なく常にＲオ
ームとなる。またリード線１０ａ、１０ｂ、あるい印刷
回路基板上の印刷回路パターン２５ａ、２５ｂが断線し
た場合、抵抗計２８の表示は無限大となる。これにより
磁気センサ９の故障か、あるいはリード線１０ａ、１０
ｂ、あるいは印刷回路基板上の印刷回路パターン２５
ａ、２５ｂの断線かを、抵抗計２８の表示から容易に判
別することができる。

【００５３】なお、上記各実施の形態においては、アキ
ュムレータに溜まる液冷媒、油、あるいは液冷媒と油と
の混合溶液の液面を検知する場合を示したが、冷凍サイ
クルを構成する圧縮機、オイルセパレータ、受液タンク
等の部品内部に溜まる液体の液面を検知するようにして
もよい。

【００５４】

【発明の効果】以上のように、この発明の第１の構成の
冷凍サイクル用液面検知計は、液冷媒、油、あるいは液
冷媒と油との混合溶液が溜まる高圧の容器中で使用さ
れ、磁性を有するフロートと、このフロート内を貫通し
て上記フロートをガイドすると共に、一端が気密された
非磁性材料からなるパイプと、上記パイプ内部に収めら
れた磁気センサとを備えた冷凍サイクル用液面検知計に
おいて、上記フロートが中実構造であり、かつ平均比重
が、上記容器内に溜まる液体の比重に比べて小さいの
で、耐圧性を有する小形のフロートが得られるため、小
型で、かつ信頼性が高く、長寿命の液面検知計が得られ
る効果がある。

【００５５】本発明の第２の構成の冷凍サイクル用液面
検知計は、第１の構成において、上記フロートが高分子
を主成分とする材料で構成されているので、容易に比重
の小さい、中実構造の小形のフロートが実現できる。

【００５６】本発明の第３の構成の冷凍サイクル用液面
検知計は、第１の構成において、上記フロートが比重の
小さい粒子と、磁性材料と、上記粒子と上記磁性材料と
をつなぐ成形容易な高分子材料とを、フロートの平均比
重が、容器内に溜まる液体の比重に比べて小さくなるよ
うに混合して一体成形したものであるので、容易に比重
の小さい、中実構造の小形のフロートが実現できる。

【００５７】本発明の第４の構成の冷凍サイクル用液面
検知計は、第３の構成において、比重の小さい粒子と磁
性材料とをつなぐ成形容易な高分子材料が、容器内に溜
まる液体との反応性が低い材料であるので、冷媒や油と
フロートとの相性を気にすることなく使用でき、長期に
渡って精度の高い液面検知ができる効果がある。

【００５８】本発明の第５の構成の冷凍サイクル用液面
検知計は、第２または第３の構成において、上記フロー
トの表面が容器内に溜まる液体との反応性が低い材料で
覆われているので、冷媒や油とフロートとの相性を気に
することなく使用でき、長期に渡って精度の高い液面検
知ができる効果がある。

【００５９】本発明の第６の構成の冷凍サイクル用液面
検知計は、第１の構成において、パイプ内の２個所にそ
れぞれ磁気センサを設け、容器内に溜まる液体の上限の
液面と下限の液面を検知するようにしたので、冷凍サイ
クルを構成する部品の破損等を防止することができる。

【００６０】本発明の第７の構成の冷凍サイクル用液面
検知計は、第１の構成において、パイプ内の上下方向に
複数個の磁気センサを設け、容器内に溜まる液体のリニ
アな液面検知を行うようにしたので、圧縮機等、冷凍サ
イクルを構成する部品の運転を細かく制御できるため、
省エネに効果がある。

【００６１】本発明の第８の構成の冷凍サイクル用液面
検知計は、第１の構成において、パイプに装着され、容
器と脱着可能に結合する継手を備え、上記継手の大きさ
をフロートの径より大きくして上記容器より液面検知計
が脱着可能となるようにしたので、簡単に冷凍サイクル
用液面検知計を交換することができ、液面検知計のメン
テナンス性を向上させる効果がある。

【００６２】本発明の第９の構成の冷凍サイクル用液面
検知計は、第８の構成において、磁気センサのリード線
が印刷された印刷回路基板上に磁気センサを取り付け、
上記印刷回路基板をパイプ内部に挿入するとともに、上
記印刷回路基板を上記パイプに固定する部分に、パイプ
内部と外気とを気密するパッキン部材を設けたので、冷
媒回路内の冷媒を抜くことなく、磁気センサのみを容易
に交換することができる。また、パイプ内部への水分、
ゴミ等の浸入がなくなるので、液面検知計の故障や破損
を防止することができる。

【００６３】本発明の第１０の構成の冷凍サイクル用液
面検知計は、第１の構成において、磁気センサのリード
線間に上記磁気センサと並列に電気抵抗を設けるととも
に上記リード線間の抵抗値を計測するようにしたので、
磁気センサのリード線の断線か、磁気センサの故障かを
容易に判別できる効果がある。

【００６４】また、本発明の冷凍サイクルは、第１ない
し第１０の何れかに記載の冷凍サイクル用液面検知計を
冷凍サイクルを構成する部品に取り付け、上記部品の内
部に溜まる液体の液面を検知するようにしたので、冷媒
量を検知できるため、冷凍サイクルを構成する部品の保
護、使用する冷媒量を最適にすることができる。また、
中実構造のフロートを搭載しているので、使用期間中メ
ンテナンスフリーになる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態１による冷凍サイクル用
液面検知計の構成を示す断面構成図である。

【図２】 本発明の実施の形態２による冷凍サイクル用
液面検知計を搭載したアキュムレータの構成を示す断面
構成図である。

【図３】 本発明の実施の形態３による冷凍サイクル用
液面検知計の構成を示す断面構成図である。

【図４】 本発明の実施の形態４による冷凍サイクル用
液面検知計の構成を示す断面構成図である。

【図５】 本発明の実施の形態５による冷凍サイクル用
液面検知計の構成を示す断面構成図である。

【図６】 本発明の実施の形態６による冷凍サイクル用
液面検知計の構成を示す断面構成図である。

【図７】 本発明の実施の形態７による冷凍サイクル用
液面検知計の構成を示す断面構成図である。

【図８】 本発明の実施の形態８による冷凍サイクル用
液面検知計の構成を示す断面構成図である。

【図９】 本発明の実施の形態９による冷凍サイクル用
液面検知計の構成を示す断面構成図である。

【図１０】 本発明の実施の形態１０による冷凍サイク
ル用液面検知計の検知回路構成を示すブロック図であ
る。

【図１１】 本発明の実施の形態１０による冷凍サイク
ル用液面検知計の検知回路構成を示すブロック図であ
る。

【図１２】 従来の冷凍サイクル用室外機の冷媒回路構
成を示すブロック図である。

【図１３】 従来の冷凍サイクル用液面検知計の構成を
示す断面構成図である。

【図１４】 従来の冷凍サイクル用液面検知計の動作を
示す断面構成図である。

【図１５】 従来の冷凍サイクル用液面検知計の動作を
示す断面構成図である。

【符号の説明】

１ 圧縮機、２ 凝縮器、３ 絞り装置、４ 蒸発器、
５ アキュムレータ、６ 補助タンク、７ 液面検知
計、８ フロート、９，９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ磁気セ
ンサ、１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ
リード線、１１ａ，１１ｂ 連通管、１２ パイプ、
１３ 磁石、 １４ 液冷媒、１５ タンク、１６ 液
冷媒、油、あるいは液冷媒と油とが混合した混合溶液、
１７ フロート、１８ 第１の部材、１９ 第２の部
材、２０ 第３の部材、２１ 第４の部材、２２ 第５
の部材、２３ 継手、２４ 印刷回路基板、２５ａ，２
５ｂ印刷回路パターン、２６ パッキン部材、２７ 電
気抵抗、２８ 抵抗計。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂下 省吾 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 井上 琢也 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 平井 康順 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 林田 勝彦 東京都千代田区大手町二丁目６番２号 三 菱電機エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 久森 洋一 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 2F013 AA01 AA05 AA06 AA08 AA10 AB01 BC02 CA12 CB10

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液冷媒、油、あるいは液冷媒と油との混
   合溶液が溜まる高圧の容器中で使用され、磁性を有する
   フロートと、このフロート内を貫通して上記フロートを
   ガイドすると共に、一端が気密された非磁性材料からな
   るパイプと、上記パイプ内部に収められた磁気センサと
   を備えた冷凍サイクル用液面検知計において、上記フロ
   ートは中実構造であり、かつ平均比重が、上記容器内に
   溜まる液体の比重に比べて小さいことを特徴とする冷凍
   サイクル用液面検知計。
2. 【請求項２】 フロートは、高分子を主成分とする材料
   で構成されていることを特徴とする請求項１記載の冷凍
   サイクル用液面検知計。
3. 【請求項３】 フロートは、比重の小さい粒子と、磁性
   材料と、上記粒子と上記磁性材料とをつなぐ成形容易な
   高分子材料とを、フロートの平均比重が、容器内に溜ま
   る液体の比重に比べて小さくなるように混合して一体成
   形したことを特徴とする請求項１記載の冷凍サイクル用
   液面検知計。
4. 【請求項４】 比重の小さい粒子と磁性材料とをつなぐ
   成形容易な高分子材料は、容器内に溜まる液体との反応
   性が低い材料であることを特徴とする請求項３記載の冷
   凍サイクル用液面検知計。
5. 【請求項５】 フロートの表面は、容器内に溜まる液体
   との反応性が低い材料で覆われていることを特徴とする
   請求項２または３記載の冷凍サイクル用液面検知計。
6. 【請求項６】 パイプ内の２個所にそれぞれ磁気センサ
   を設け、容器内に溜まる液体の上限の液面と下限の液面
   を検知するようにしたことを特徴とする請求項１記載の
   冷凍サイクル用液面検知計。
7. 【請求項７】 パイプ内の上下方向に複数個の磁気セン
   サを設け、容器内に溜まる液体のリニアな液面検知を行
   うようにしたことを特徴とする請求項１記載の冷凍サイ
   クル用液面検知計。
8. 【請求項８】 パイプに装着され、容器と脱着可能に結
   合する継手を備え、上記継手の大きさをフロートの径よ
   り大きくして上記容器より液面検知計が脱着可能となる
   ようにしたことを特徴とする請求項１記載の冷凍サイク
   ル用液面検知計。
9. 【請求項９】 磁気センサのリード線が印刷された印刷
   回路基板上に磁気センサを取り付け、上記印刷回路基板
   をパイプ内部に挿入するとともに、上記印刷回路基板を
   上記パイプに固定する部分に、パイプ内部と外気とを気
   密するパッキン部材を設けたことを特徴とする請求項８
   記載の冷凍サイクル用液面検知計。
10. 【請求項１０】 磁気センサのリード線間に上記磁気セ
    ンサと並列に電気抵抗を設けるとともに、上記リード線
    間の抵抗値を計測するようにしたことを特徴とする請求
    項１記載の冷凍サイクル用液面検知計。
11. 【請求項１１】 請求項１ないし１０の何れかに記載の
    冷凍サイクル用液面検知計を冷凍サイクルを構成する部
    品に取り付け、上記部品の内部に溜まる液体の液面を検
    知するようにしたことを特徴とする冷凍サイクル。