JP5933021B2 - 液面検知装置及び冷凍サイクル装置 - Google Patents

Description

本発明は、容器内の液面位置を判別する液面検知装置、及び、この液面検知装置で計測される容器を備えた冷凍サイクル装置に関するものである。

従来より、内部に液体が入った容器の外表面にセンサを貼り付けることで、容器内部の液面の位置を検知可能な液面検知装置がある（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の液面検知装置は、容器表面の温度を計測する温度計測層と、容器を加熱するための加熱層とが積層されて構成された短冊状のセンサ本体を有している。センサ本体は、長手方向が容器の上下方向となり、且つ温度計測層が容器側になるように容器の外表面に貼り付けて使用される。加熱層の熱は温度計測層を介して容器表面に到達し、その熱と、容器内部の気体／液体それぞれの熱伝達率の違いとの影響で、温度計測層のうち、容器内の液体に対向する部分と容器内の気体に対向する部分とでは温度差が生じる。そこで、特許文献１では、この温度差を利用して液面位置を検知するようにしている。

また、容器への設置方法として、超音波を用いた液面検知センサの吸着面を容器に密着させるようにした磁石吸着具がある（例えば、特許文献２参照）。

特開２００８−３９７２６号公報（第６、７頁項、図１〜５等） 特許４３７８６６８号公報（実施例１、２等）

特許文献１に記載の液面検知装置は、短冊状のセンサ本体を、その長手方向が上下方向となるように容器の表面に貼り付けて使用している。このような液面検知装置の場合、センサ本体を、気部と液部との間を跨がるようにして容器表面に設置する必要がある。このため、例えば大きい容器では、液部の高さ位置の取りうる範囲も広いことから、それを見越してセンサ本体も長くする必要があり、構成としての汎用性に乏しい。よって、容器の表面に複数のセンサを上下方向に設置して、各センサの温度計測値から液面検知を行うことができれば、容器の大きさによることのない汎用性の高い液面検知装置を構成できる。

しかしながら、センサ（温度計測層及び加熱層を有するセンサ）を複数用いたとしても、以下のような問題点がある。
すなわち、加熱層による熱が温度計測層を介して容器表面に伝わるため、気部／液部で発生する温度差よりも、温度計測層の計測値のバラツキが大きくなり、液面検知ができないという問題点があった。このバラツキの要因として、容器と加熱層との間の熱抵抗が均一でない、ということがある。これには、後述する４つの原因がある。

まず、１つ目の原因として、センサによって容器と加熱層との密着度合いが異なり、密着が悪いセンサでは、伝熱の悪い空気層が介在している、ということが挙げられる。
２つ目の原因として、容器とヒータとの間に温度計測層がある、ということが挙げられる。
３つ目の原因として、ヒータと容器の間の密着力に差がある、ということが挙げられる。
４つ目の原因として、外風や雨等、外乱の影響を受ける、ということが挙げられる。

以上のように、特許文献１記載のセンサ（温度計測層及び加熱層を有するセンサ）を複数用いたとしても、各センサの温度計測層の計測値のバラツキが原因で液面検知が正確に実行できないという可能性がある。

特許文献２に記載の磁石吸着具は、超音波を用いた液面検知センサの吸着面を容器に密着させるようにしたものである。この特許文献２の磁石吸着具を、特許文献１に記載の液面検知センサに用いると、一見、液面検知センサのばらつきを抑制できるように見えるが、この場合、以下のような問題点が生じる。

まず、一つ目の問題点として、液面検知センサが適正に設置されていない場合（センサ部と容器、もしくは固定具と容器の間に異物を挟んだ場合、容器表面に凹凸がある場合など）、加熱層から容器に放熱する熱量が小さくなり、加熱層が異常発熱してしまう状態になってしまう、ということが挙げられる。このような状態では、危険な状態とならないまでも、測定値が異常値を示すことから、気液状態を誤判定してしまう可能性がある。

２つ目の問題点として、センサ加熱層から容器への放熱面にばらつきが生じる、ということが挙げられる。変形しない加熱層の場合、容器に密着することができず、点接触となるため、ばらつきが大きくなる。変形する熱伝導体を容器と加熱層の間に挟んで密着するよう構成したとしても、熱伝導体が変形し、加熱層からはみ出てしまう場合もあり、加熱層から容器への放熱面を均一にすることはできず、ばらつきが発生する。

３つ目の問題として、センサ加熱層が変形する場合、特許文献２の方法を適用できない、ということが問題点がある。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、容器を加熱する加熱体と、複数の温度計測層とを用いて容器内の液面を検知するにあたり、複数の温度計測層の計測値のバラツキを抑制して、気液判別を行うことができる液面検知装置及び冷凍サイクル装置を提供することを目的としている。

本発明に係る液面検知装置は、液面計測対象となる容器の複数位置を加熱して温度を計測し、計測された温度に基づいて前記容器の内部の液面を検知する液面検知装置であって、前記容器の表面に設置され、前記容器を加熱する加熱体と、前記加熱体の外周に設置され、前記加熱体を移動させるガイドと、前記加熱体に前記ガイドを介して接触することで前記加熱体に給電する端子と、複数の温度計測素子と、前記加熱体を前記容器側に押す弾性体と、前記加熱体、前記温度計測素子、前記弾性体、前記ガイド、及び、前記端子を前記容器に取り付ける取付具と、を備え、前記加熱体の加熱前に前記複数の温度計測素子によって計測された全ての温度が互いに等しい場合に、前記取付具の前記容器に対しての設置状態によって、前記端子が前記ガイドと接触しているときに前記容器が前記加熱体により加熱される構造としたものである。

本発明に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器を配管接続した冷媒回路を備え、上記の液面検討装置で液面検知される容器を、前記蒸発器と前記圧縮機との間に接続したものである。

本発明に係る液面検知装置によれば、取付具の容器に対しての設置状態によって、容器が加熱される構造としたので、複数の温度計測層の計測値のバラツキを抑制して、気液判別を行うことができる。
また、本発明に係る冷凍サイクル装置によれば、上記の液面検知装置で液面検知される容器を備えているので、安価、計測値ばらつき低減、センサ設置容易で、冷媒回路の余剰冷媒を検知することが可能になる。

本発明の実施の形態１に係る液面検知装置を、冷凍サイクル装置の要素機器である容器に設置した状態を示す概略図である。 本発明の実施の形態１に係る液面検知装置の概略構成を示す概略図である。 本発明の実施の形態１に係る液面検知装置の概略構成を示す概略図である。 本発明の実施の形態１に係る液面検知装置を構成する制御計測装置の電気的な構成を概略的に示すブロック図である。 本発明の実施の形態１に係る液面検知装置の設置方法の一例を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る液面検知装置の設置方法の一例を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る液面検知装置の設置方法の一例を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る液面検知装置の設置方法の一例を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る液面検知装置の設置方法の一例を示す図である。 容器に液を貯留させ、容器の外部が容器の内部に対し温度が高い状態で、容器の表面温度を計測した結果を示す図である。 容器に液が貯留されている状態を模式的に示す模式図である。 図１１の状態のときのセンサの計測値を示したグラフである。 容器に液が貯留されている状態を模式的に示す模式図である。 図１３の状態のときのセンサの計測値を示したグラフである。 容器に液が貯留されている状態を模式的に示す模式図である。 図１５の状態のときのセンサの計測値を示したグラフである。 本発明の実施の形態１に係る液面検知装置の熱伝導体と容器の間に異物があることを示した模式図である。 本発明の実施の形態１に係る液面検知装置の固定具と容器の間に異物があることを示した模式図である。 本発明の実施の形態１に係る液面検知装置の液面検知の際の処理の流れを示したフローチャートである。 本発明の実施の形態２に係る液面検知装置の概略構成を示す概略図である。 本発明の実施の形態２に係る液面検知装置の概略構成を示す概略図である。 本発明の実施の形態３に係る液面検知装置の概略構成を示す概略図である。 本発明の実施の形態４に係る冷凍サイクル装置の冷媒回路構成の一例を示す概略構成図である

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態に係る液面検知装置の構成と、液面検知原理、気液判定方法、設置方法について説明する。以下の実施の形態では、冷凍サイクル装置における要素部品として、低圧側に設けられて冷媒を貯留する容器を計測対象とした例を基に説明する。なお、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。また、図１を含め、以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものであり、このことは明細書の全文において共通することとする。さらに、明細書全文に表わされている構成要素の形態は、あくまでも例示であって、これらの記載に限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る液面検知装置１Ａを、冷凍サイクル装置の要素機器である容器９に設置した状態を示す概略図である。図２及び図３は、液面検知装置１Ａの概略構成を示す概略図である。図１〜図３に基づいて、液面検知装置１Ａについて説明する。なお、図１における矢印は、冷媒の流れ方向を示している。また、図２は液面検知装置１Ａを容器９に設置する前の状態の概略構成を、図３は液面検知装置１Ａを容器９に設置した後の状態の概略構成を、それぞれ示している。

＜計測対象となる容器＞
まず、図１を参照しながら液面計測対象となる容器９について説明する。液面計測対象の容器９は、上述したように、冷凍サイクル装置の構成要素部品の一つである。冷凍サイクル装置は、容器９以外に、圧縮機、凝縮器（放熱器）、絞り装置（膨張弁）及び蒸発器（実施の形態４で説明する）を少なくとも備え、これらを順次冷媒が循環する冷媒回路を備えた装置である。容器９は、冷凍サイクル装置の低圧側（絞り装置から蒸発器を経て圧縮機に至る部分）に設置されている。容器９の設置の目的は、２つある。

まず、容器９の設置の目的の１点目は、圧縮機潤滑のための潤滑油を貯留させることである。これは、容器９下流に圧縮機が設置され、この圧縮機の運転には潤滑油が必要であり、圧縮機上流側の容器９に油を溜めて一定量の潤滑油を圧縮機に返すためである。

容器９の設置の目的の２点目は、冷凍サイクル装置の余剰液冷媒を貯留させることである。冷凍サイクル装置は、運転状態、制御状態により冷凍サイクル装置に必要な冷媒量が変化することから、通常、最も多く必要とされるときの冷媒量を冷凍サイクル装置内に充填している。このため、運転状態、制御状態により必要な冷媒量が少なくなると、液冷媒が余る。この余った冷媒を余剰液冷媒といい、容器９は、この余剰液冷媒を貯留する役目を持つ。

また、容器９は、耐圧のために鉄製であり、肉厚は例えば３〜４ｍｍであり、外部から内部の液面を可視化することができない。さらに、容器９は、一般的に円筒状の本体を備えている。つまり、容器９の外表面が円筒面となっている。

図１に示すように、容器９には、入口配管９ａと、出口配管９ｂと、の２つの配管が設置してある。入口配管９ａ及び出口配管９ｂは、容器９の上部に、容器９の内外を上下方向に貫通するようにして配置されている。入口配管９ａは、容器９内へ冷媒を流入させるものである。出口配管９ｂは、容器９内から冷媒を流出させるものである。

出口配管９ｂは、全体として正面視略Ｊ字状を成し、Ｊ字の湾曲部分の最下部に油戻し穴９ｃが形成され、上端部は容器９の上部から突出して圧縮機に接続される。また、出口配管９ｂの容器９の内部に位置する先端は、容器９内に存在する冷媒を吸引する吸引口９ｄとなっている。このような構造となっているのは、圧縮機に一定量の潤滑油を返す必要があるためである。また、出口配管９ｂの最下部に油戻し穴９ｃを開けることにより、吸引口９ｄから吸込まれたガス冷媒の吸引流速により出口配管９ｂの内部の圧力が低下し、油戻し穴９ｃから油を吸引させ、圧縮機に返油している。

油戻し穴９ｃは、容器９の最下部ではなく、容器９の最下部よりも上部に設置されるようになっている。よって、容器９内には、油戻し穴９ｃの高さまで、油、もしくは油に溶けた液冷媒が常に貯留しており、容器９の内部から、液体が無くなることはない。

＜液面検知装置１Ａの構成＞
次に、液面検知装置１Ａの構成について図１〜図３を参照しながら説明する。

液面検知装置１Ａは、容器９の表面に設置した複数のセンサ１０ａ〜１０ｄ（各センサ１０ａ〜１０ｄのそれぞれを区別する必要が無い場合には、総称してセンサ１０という）と、センサ１０を制御すると共にセンサ１０からのセンサ信号を計測する制御計測装置２０とを備えている。

センサ１０ａ〜１０ｄは、それぞれ同様の構成であり、熱伝導体１０１と、加熱体１０２と、温度計測素子１０３と、弾性体１０４と、端子１０５と、端子１０６と、ガイド１０７と、固定具１０８と、を有している。また、センサ１０ａ〜１０ｄは、給電線１１０と給電線１１１、及び、信号線１１２と信号線１１３を介して制御計測装置２０に接続されている。そして、センサ１０ａ〜１０ｃは、図１に示したように、容器９の外部表面に互いに高さ位置が異なるように設置されている。

熱伝導体１０１は、熱伝導層として機能するものである。加熱体１０２は、容器９を加熱するものである。温度計測素子１０３は、温度計測層として機能するものである。弾性体１０４は、加熱体１０２を一定の力で容器９側に押すものである。端子１０５及び端子１０６は、加熱体１０２に電気を流すために利用されるものである。ガイド１０７は、加熱体１０２を容器９に対して鉛直方向に移動させるものである。固定具１０８は、これら（熱伝導体１０１、加熱体１０２、温度計測素子１０３、弾性体１０４、端子１０５、端子１０６、及び、ガイド１０７）を覆った状態でまとめて容器９に固定するものである。部品保持部１０９は、熱伝導体１０１、加熱体１０２、温度計測素子１０３、及び、ガイド１０７の少なくとも１つを保持するものである。

（熱伝導体１０１）
熱伝導体１０１は、熱伝導率と厚みがシート全面に亘っている一定の値のシートで構成されており、例えば熱伝導率が高いシリコン等の高分子や、鉄、銅、アルミ等に代表される金属で構成されるものである。熱伝導体１０１の設置の目的は、液面検知装置１Ａを構成する複数のセンサ１０の加熱体１０２と容器９の間の熱抵抗を等しくすることである。センサ１０と容器９の密着により、熱伝導体１０１は変形し、過熱体からはみだし伝熱面積を等しくできないことがある。よって、熱伝導体１０１は、外形を加熱体１０２（実施の形態２、３では抵抗体（自己発熱サーミスタ１２０（図２２参照）））よりも小さくしておき、変形しても熱伝導面積は均一となる様に構成するとよい。このように構成することで、伝熱面積を複数のセンサで等しくし、ばらつきを抑えることが可能となる。

（加熱体１０２）
加熱体１０２は、端子１０５、端子１０６が密着し給電されることで発熱するものである。加熱体１０２は、各センサ１０同士でのセンサ計測値のバラツキを無くすため、抵抗値・発熱量が各センサ１０同士で等しいもので構成される。また、加熱体１０２は、加工をすることが難しい、例えば矩形の抵抗体である。容器９の外表面が曲面であることから、密着の容易さを考慮すると小型な抵抗体が望ましい。さらに、加熱体１０２そのものが抵抗体であっても、抵抗体をセラミックなどで保護したものでもよい。

（温度計測素子１０３）
温度計測素子１０３は、熱電対に代表される熱電変換素子もしくは、サーミスタに代表される測温抵抗体を用いたものであり、信号線１１２、信号線１１３により制御計測装置２０と接続されている。温度計測素子１０３は、ばらつきを抑えるため、できるだけ小型で熱容量が小さいものが望ましい。

（弾性体１０４）
弾性体１０４は、一定の力で弾性変形するバネや板バネ、ラバーなどにより構成される。センサ１０が容器９に設置していない図２のような場合には、弾性体１０４は熱伝導体１０１や加熱体１０２、温度計測素子１０３などを部品保持部１０９の下端に押さえつけている。このように、弾性体１０４によって、各要素を所定の力以上の一定の力で押すことで、各要素の位置が変動することを抑制することができる。また、この時、部品保持部１０９に加熱体１０２、もしくはガイド１０７が保持されることから、熱伝導体１０１の厚みだけ、部品保持部１０９から飛び出しており、また端子１０５及び端子１０６と、加熱体１０２とが電気的に短絡していることが分かる。

固定具１０８が容器９と密着し、センサ１０が容器９に一定の力で固定されている図３のような場合には、固定具１０８から飛び出している熱伝導体１０１の厚みが引っ込む様に、つまり減少するように容器９から反発力を受ける。そのため、加熱体１０２、温度計測素子１０３が部品保持部１０９に対して浮く形となる。この時の反発力は、固定具１０８が容器９と密着する力を加えられていれば、一定となる。これはセンサ１０に過剰な力が加わっても、容器９が固定具１０８を押し戻す反発力が増加し、センサ１０を押す力と反発力が余剰分だけ相殺されるためである。

以上により、固定具１０８が容器９に密着する力でセンサ１０が設置されていれば、熱伝導体１０１を介して加熱体１０２と容器９が複数のセンサ１０で等しい力で密着することが可能となり、計測値のばらつきを抑制することが可能となる。なお、この時、端子１０５、端子１０６と加熱体１０２が、ガイド１０７を介して通電することから加熱体１０２の温度が上昇する。

（端子１０５、端子１０６、ガイド１０７）
端子１０５、端子１０６、ガイド１０７は、金属などの導電体で構成される。加熱体１０２が加工しにくいことから、ガイド１０７を用いて、固定具１０８内部を容器９に対して垂直方向に移動させるものである。

容器９へのセンサ１０の設置が適正であれば、端子１０５、端子１０６とガイド１０７が接触し、容器９へのセンサ１０の設置が不適正であれば、端子１０５、端子１０６とガイド１０７が接触しない。このようにすることで、適正に設置されれば、加熱体１０２に電気が流れ、不適正な設置であれば、加熱体１０２に電気が流れない、センサ１０とすることができる。なお、不適正な設置とは、センサ１０が機能する所定の状態に設置されていないことを示す。

（固定具１０８）
固定具１０８は、加熱体１０２と容器９との密着力を等しくするために必要な要素部品である。容器９の外表面の曲率に対し、加熱体１０２が熱伝導体１０１を介して密着できるように、水平断面視した状態においてコの字形状（水平断面視した状態において四角形の四辺のうちの一辺が開口した形状）とし、開口端部の２点で容器９と密着する。このようにすることで、複数のセンサ１０で熱伝導体１０１を押す距離を等しくし、弾性体１０４の反発力を等しくすることができるので、加熱体１０２と容器９の密着力が熱伝導体１０１を介して等しくなり、計測値のばらつきを抑制することができる。

図２では、固定具１０８が、熱伝導体１０１、加熱体１０２、温度計測素子１０３、弾性体１０４、端子１０５、端子１０６、及び、ガイド１０７を覆った状態でまとめて容器９に固定している例を示しているが、これらが容器９に固定されていなくてもよい。つまり、固定具１０８を介して、熱伝導体１０１、加熱体１０２、温度計測素子１０３、弾性体１０４、端子１０５、端子１０６、及び、ガイド１０７を容器９に取り付けられればよい。その意味で、固定具１０８は、本発明の「取付具」に相当する。

なお、固定具１０８は、熱伝導体１０１、加熱体１０２、温度計測素子１０３、弾性体１０４、端子１０５、端子１０６、及び、ガイド１０７の全部を容器に９に取り付ける必要はなく、少なくとも加熱体１０２、温度計測素子１０３、及び、弾性体１０４を容器９に取り付けられる構成となっていればよい。このことは、以下の実施の形態２、３でも同様であるが、加熱体１０２及び温度計測素子１０３を自己発熱する抵抗体（自己発熱サーミスタ１２０）で構成する場合、少なくとも抵抗体と弾性体１０４を容器９に取り付けられる構成となっていればよい。

また、固定具１０８は、断熱材としての機能も有している。これは、加熱体１０２、温度計測素子１０３が固定具１０８で囲まれることにより外部への放熱を遮断し、外風の影響を受けにくいためである。固定具１０８が断熱材としての機能を有することにより、センサ計測値のばらつきを小さくすることができる。

また、固定具１０８の内部を、ポリスチレンフォームやフェノールフォーム、ウレタンフォーム等の合成樹脂を発泡させた発泡系断熱材や、グラスウールに代表される繊維系断熱材などの断熱材で覆い、加熱体１０２からの発熱を外部に漏らさない構成とするとよい。こうすることにより、加熱体１０２から容器９への放熱を、熱伝導体１０１を介する形で行え、複数のセンサ１０で等しくすることができるので、ばらつきを抑制することができる。

以上、固定具１０８の中に、部品保持部１０９と端子１０５、端子１０６と弾性体１０４が配置され、部品保持部１０９の中にガイド１０７と加熱体１０２が設置され、加熱体１０２と容器９の密着部に熱伝導体１０１を介する構成としている。

センサ１０が容器９に適正に設置されていない場合は、弾性体１０４によりガイド１０７と加熱体１０２は部品保持部１０９の下部に押され、端子１０５、端子１０６と離れることにより、加熱体１０２には電気が流れず、加熱されない構造を持つ。一方、センサ１０の固定具１０８が容器９に密着すると、熱伝導体１０１、加熱体１０２、温度計測素子１０３、ガイド１０７は、固定具１０８からはみ出した分だけ、容器９から反発力を受け、部品保持部１０９の下端から浮き上がり、端子１０５、端子１０６とガイド１０７とが接触し、給電線１１０、給電線１１１から電気が流れれば、加熱体１０２が発熱する状態となる。

このような構成とすることで、計測値のばらつきを抑制し、また適正に設置されていない場合には加熱体１０２の温度が上昇せず、安全な液面検知装置１Ａを供することができる。

図４は、液面検知装置１Ａを構成する制御計測装置２０の電気的な構成を概略的に示すブロック図である。制御計測装置２０は、加熱体制御部２０１、センサ計測部２０２、記憶部２０３、気液判定部２０４を有し、入力部２０５及び出力部２０６が接続されている。

加熱体制御部２０１は、複数のセンサ１０を構成する複数の加熱体１０２を同時にＯＮ／ＯＦＦするように制御する部分である。センサ計測部２０２は、複数のセンサ１０を構成する複数の温度計測素子１０３を同時に計測する部分である。記憶部２０３は、センサ計測部２０２で計測した各計測値を記憶させる部分である。気液判定部２０４は、センサ計測部２０２で計測した各計測値や記憶部２０３に記憶されたデータを分析して、容器９の液面位置を判定する部分である。

入力部２０５は、外部からの情報を入力する部分で、例えば、冷凍サイクル装置のセンサ情報を入力する際に用いたりする。出力部２０６は、制御計測装置２０で処理した情報、例えば液面位置を外部に出力する場合に用い、この出力部２０６を備えることで、遠隔に情報を発信する等の遠隔監視機能を付加することができる。

＜液面検知装置１Ａの設置方法＞
次に、液面検知装置１Ａの設置方法について説明する。この液面検知装置１Ａは、液面検知装置１Ａ単体で容器９に取り付けられて、その容器９の液面位置を確認し、その情報を出力部２０６で出力させて用いる方法、冷凍サイクル装置等の機器に組立て時から組み込む方法、メンテナンス時に既設の機器に接続する形で組み込む方法、等の方法を用いて使用することができる。

液面検知装置１Ａの具体的な設置方法は、容器９の表面の凹凸や腐食がない部分に、固定具１０８が容器９と密着する力で設置する。密着する力が大きい場合には、固定具１０８と容器９の間で反発力が発生する。この反発力が発生することにより、密着のために必要な力以上の力がかかっても、その力は反発力により打ち消しあうため、容器９と熱伝導体１０１の間には均一の力しか働かないこととなる。

液面検知装置１Ａの設置は、複数の方法で可能であり、図５〜図９に例を示す。
図５は、容器９に板バネ９０を設置し、設置した板バネ９０で固定する方法を示している。
図６は、固定具１０８を容器９に直接溶接し、溶接部９１で固定する方法を示している。
図７は、磁石固定ガイド９２と磁石９３を用いて固定する方法を示している。
図８は、テープやパテなどの粘着剤９４で容器に固定する方法を示している。
図９は、バンド９５で容器９を巻き、センサ１０を固定する方法を示している。

なお、複数のセンサ１０の設置間隔は、等間隔で設置することが望ましい。等間隔とすると、センサ１０の位置と液面高さとの関連付けを容易にできるためである。ただ、変動する液面位置が限定される場合や、検知したい液面位置の範囲が限られる場合などでは、各センサ１０の設置位置を等間隔とせず、高い分解能で計測する部分は間隔を狭く、低い分解能で計測する場合は間隔を広くしてもよい。このように、必要な箇所に必要数だけ設置するようにしてセンサ１０の個数を削減してもよい。

＜液面検知原理＞
次に、液面検知装置１Ａにおける液面検知の原理について説明する。液面検知装置１Ａでは、容器９の内部において気体の部分と液体の部分とでは、その部分に対応する容器９の表面部分の温度が互いに異なるという原理を利用して液面を検知している。以下、具体的に説明する。

気液で熱伝達率を比較した場合、液相では気相に比べて熱伝達率が高い。このことから、容器９の内部に気相及び液相が存在し、容器９の内外に温度差があり、容器９の外部の温度が内部に比べて高い場合、容器９の内部が気相の部分は、容器９の内部の熱伝達率が低いことから熱流束が小さくなる。また、容器９の内部が液相の部分は、容器９の内部の熱伝達率が高いことから熱流束が大きくなる。よって、容器９の内部が気相である部分と液相である部分のそれぞれの容器９の表面温度を比較すると、容器９の内部が気相である部分が、容器９の内部が液相である部分に対して、表面温度が高くなる。

図１０は、容器９に液を貯留させ、容器９の外部が容器９の内部に対し温度が高い状態で、容器９の表面温度を計測した結果を示す図である。図１０の横軸が温度、縦軸が液面高さを示している。図１０において、Ａは液面高さを、Ｂは容器９の高さ毎の容器９の表面温度を示している。この図１０からも分かるように、容器９の下部に溜まっている液の部分では温度が一定となり、液部分より上方のガス部では、液面から離れるに従い温度上昇する。よって、この表面温度の違いから、液面検知を行う。

センサ１０は、加熱体１０２を加熱することにより、容器９の外部の温度が内部に比べて高い状況を作り出している。このため、上述したように、容器９の内部が気相である部分と液相である部分のそれぞれの容器９の表面温度を比較すると、容器９の内部が気相である部分が、容器９の内部が液相である部分に対して、表面温度が高くなる。

＜液面検知装置１Ａの気液判定方法＞
液面検知装置１Ａでは、上述したように、センサ１０において最も外側に断熱材を兼ねた固定具１０８を設置し、加熱体１０２により容器９の内外に温度差を発生させる構造としている。このような構成とすることで、固定具１０８により容器９の外部からの熱の出入りを防止し、熱流束を加熱体１０２から容器９へ向う熱流束だけに限定することができる。そして、加熱体１０２の加熱量と、容器９と加熱体１０２との間の熱抵抗を、複数のセンサ１０で互いに等しくすることにより、気液での容器９の表面温度の違いが、各加熱体１０２において容器９とは反対側の表面に現れる。

これは、内部流体が気相、液相と異なる場合、ヒータ温度が異なるためである。加熱体１０２の温度が異なるのは、加熱体１０２の加熱量が等しい場合、前記のように容器９の内部の流体が気相の場合には、液相に比べて熱流束が小さく、熱を容器９の内部に伝えにくいことから、ヒータ温度が上昇し易いのに対し、容器９の内部の流体が液相の場合には、気相に比べて熱流束が大きく、熱を容器９の内部に伝え易いことから、ヒータ温度が上昇し難い、からである。

そして、容器９の表面に複数設置されたセンサ１０ａ〜１０ｃの中から、基準となるセンサを選定し、この基準センサの計測値と他の各センサ１０の計測値とを比較することにより気液判定を行う。液は容器９の下部から貯留すること、液部の容器９の表面温度はほぼ等しいこと、ガス部の容器９の表面温度は液面から離れるに従い温度上昇すること、の３点の理由から、基準センサには、図１に示すように容器９の最下部に設置されたセンサ１０ａを選定する。

この最下部のセンサ１０ａを基準センサとして、基準センサ１０ａの計測値と、容器９の側面に設置したその他のセンサ１０ｂ、センサ１０ｃ、センサ１０ｄと比較する。そして、基準センサ１０ａの計測値と等しい計測値のセンサ１０の設置部分は液相と判別し、基準センサ１０ａの計測値よりも温度が高いセンサ１０の設置部分は、ガス部と判別して、気液判別、液面検知を行う。

なお、気液判別方法は、基準センサ値と比較するという方法に限らず、以下の方法としてもよい。すなわち、冷凍サイクル装置等、容器９を含む機器に圧力、温度センサが設置されていれば、これらの圧力、温度センサの計測値を用いたり、別途温度センサを設置したりすることで容器９の内部の温度を計測する。そして、加熱体１０２の発熱量と、熱伝導体１０１、加熱体１０２の熱抵抗を考慮することで、理想状態での液部、ガス部での容器９の表面温度を算出する。この液部、ガス部の理想表面温度と各センサ１０の計測値とを比較することで、各センサ設置部での状態を判断することができる。

＜具体的な判定方法の説明＞
液面検知装置１Ａの具体的な判定方法を、図１１〜１６を参照しながら説明する。図１１、図１３、及び、図１５は、容器９に液が貯留されている状態を模式的に示す模式図である。図１２、図１４、及び、図１６は、図１１、図１３、及び、図１５の状態のときのセンサ１０ａ〜センサ１０ｄの計測値を示したグラフである。図１１、図１３、図１５のそれぞれにおいてグレーで示した部分は容器９内に貯留されている液を示している。また、図１２、図１４、図１６のそれぞれにおいて、横軸は温度、縦軸は液面高さを示している。

図１１は、容器９内の液面がセンサ１０ｃとセンサ１０ｄの間にあることを表し、図１２は、図１１の状態でのセンサ１０ａ〜センサ１０ｄの計測値を示している。
この図１１の状態の場合には、図１２に示しているように、センサ１０ａ、センサ１０ｂ、センサ１０ｃの計測値は等しい値を示し、センサ１０ｄの計測値はセンサ１０ａ、センサ１０ｂ、センサ１０ｃよりも高い温度を示す。このことから、基準センサであるセンサ１０ａと比較して温度が高い部分がある場合には、この温度が高い部分の下部に液面があると判断できる。つまり、図１２の計測値から、図１１のセンサ１０ｃとセンサ１０ｄの間に液面があるとして検知する。

図１３は、容器９内の液面がセンサ１０ｄよりも上部にあることを表し、図１４は、図１３の状態でのセンサ１０ａ〜１０ｄの計測値を示す。
この図１３の状態の場合には、図１４に示しているように、全ての計測値が互いに等しい値を示す。このことから、全ての計測値が互いに等しい場合には、液面はセンサ最上部、つまり図１３でいえばセンサ１０ｄの上部に、液面が存在するとして検知する。

図１５は、容器９に溜まる液体が最小量である場合の容器９の内部の液状態を示し、図１６は、図１５の状態でのセンサ１０ａ〜１０ｄの計測値を示す。
容器９の内部には、前記のように容器９の最下部よりも上方に油戻し穴９ｃ（図１参照）が設置してあるため、最小でも油戻し穴９ｃの下方までは液体が存在する。よって、図１６に示すように、センサ１０ａの計測値は他のセンサ１０ｂ〜センサ１０ｄの計測値に比べて低い温度となる。このことから、図１６に示しているように、センサ１０ａのみ計測値が低い値となった場合には、液面はセンサ１０ａとセンサ１０ｂの間に存在するとして検知する。

＜センサ設置が適正でない状態＞
センサ設置が適正でなく、加熱体１０２の温度が上昇しない理由について、図１７、１８を参照しながら説明する。

図１７は、液面検知装置１Ａの熱伝導体１０１と容器９の間に異物（異物ａ）があることを示した模式図である。このように、熱伝導体１０１と容器９の間に異物ａを挟んだ場合、異物ａが存在しない側（図１７では左側）において端子１０５とガイド１０７とが密着しないことから、加熱体１０２に電気が流れず、加熱体１０２の温度が上昇しない。

図１８は、液面検知装置１Ａの固定具１０８と容器９の間に異物（異物ｂ）があることを示した模式図である。このように、固定具１０８と容器９の間に異物ｂを挟んだ場合、異物ｂが存在する側（図１８では右側）において端子１０６とガイド１０７とが密着しないことから、加熱体１０２に電気が流れず、加熱体１０２の温度が上昇しない。

＜液面検知フロー＞
図１９は、液面検知装置１Ａの液面検知の際の処理の流れを示したフローチャートである。次に、液面検知のフローについて、図１９を参照しながら説明する。ここでは、加熱体１０２をＯＮ／ＯＦＦさせる場合の液面検知方法を例に説明する。ここで説明する液面検知フローの主体は、制御計測装置２０である。

まず、全てのセンサ１０により温度を計測する（Ｓ１０１）。ここでの計測値（すなわち加熱体１０２の加熱前の計測値）は、温度計測素子１０３の異常検知に使用される。次に、Ｓ１０１で計測された全ての計測値が互いに等しいかどうかの確認を行う（Ｓ１０２）。異なる計測値が計測された場合には（Ｓ１０２；Ｎｏ）、センサ１０が外れていたり、断線していたり、等のセンサ異常が考えられるため、その旨の発報を行う（Ｓ１０４）。

一方、全ての計測値が互いに等しければ（Ｓ１０２；Ｙｅｓ）、加熱体１０２の加熱を行う（Ｓ１０３）。そして、加熱体１０２加熱開始後、一定時間（例えば２分）経過したかどうかの判定を行い（Ｓ１０５）、一定時間経過していなければＳ１０４に戻り、一定時間経過すれば、加熱体１０２の加熱を停止する（Ｓ１０６）。そして、加熱体１０２の加熱を停止後、再び全てのセンサ１０により温度計測を行う（Ｓ１０７）。このタイミングで温度計測するのは、加熱体１０２の加熱を停止した直後が最も容器９の内外の温度差が大きく、気相部と液相部で、熱流束の違いが最も顕著に現れるため、つまり加熱体１０２の温度変化が顕著に現れるためである。そして、Ｓ１０７で計測した計測値を用いて上述のようにして液面判定を行い（Ｓ１０８）、液面検知終了となる。

以上、加熱体１０２の加熱停止後に温度計測する例について記載したが、これに限るものではなく、加熱体１０２の加熱停止前に温度計測してもよい。これは、ヒータ加熱停止直前、直後が、気液相での熱流束の違いが顕著に現れ易い時間帯であるからである。

また、最下部との温度差を用いて液面判定する方法について記載したが、これに限るものではなく、温度計測素子１０３の計測値が、ある温度となるまでの時間（温度計測素子１０３による計測値に関連する指標）を比較して液面を判定してもよい。これは、加熱体１０２の加熱時、ガス部に対応するセンサ１０の計測値は高くなりやすいのに対し、液部に対応するセンサ１０の計測値は上昇しにくいことを利用して、気液の判定を行うものである。

なお、ここでは、全てのセンサ１０を容器９の側面に設置したが、これに限るものではなく、容器９の下部に基準となるセンサ１０をつけて、その基準センサと比較して気液の判定を行ってもよい。この場合、下部に設置したセンサ１０を基準センサとして用いればよい。

また、ヒータ加熱については、常時、ヒータ加熱していてもよいし、制御計測装置２０を用いて加熱体１０２をＯＮ／ＯＦＦさせてもよい。加熱体１０２をＯＮ／ＯＦＦさせるようにした場合には、液面検知を行なっていない時間帯の不必要な加熱を防止することができる。

実施の形態２．
図２０及び図２１は、本発明の実施の形態２に係る液面検知装置１Ｂの概略構成を示す概略図である。図２０及び図２１に基づいて、液面検知装置１Ｂについて説明する。なお、実施の形態２に係る液面検知装置１Ｂの基本的な構成は、実施の形態１に係る液面検知装置１Ａの構成と同様である。また、実施の形態２では実施の形態１との相違点を中心に説明し、実施の形態１と同一部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。また、実施の形態１と同様の構成部分について適用される変形例は、本実施の形態２についても同様に適用される。

液面検知装置１Ｂは、図２及び図３に示した実施の形態１に係る液面検知装置１Ａでは、加熱体１０２に送電する役割を持っていた端子１０５、端子１０６を無くし、弾性体１０４ａが通電経路（送電線）を兼ねる構成としたものである。図２０はセンサ１０が容器９から離れている状態を、図２１はセンサ１０が容器９と密着している状態を、それぞれ示している。

液面検知装置１Ｂと液面検知装置１Ａが異なる点は、液面検知装置１Ａでは端子１０５、端子１０６を有していたのに対し、液面検知装置１Ｂでは端子が無くなり、代わりに容器９に密着した際にガイド１０７を容器９側に押す力を発生させる弾性体１０４ａを有している点である。弾性体１０４ａは、それぞれ板バネで構成される弾性体１０４ｂ及び弾性体１０４ｃで構成されている。弾性体１０４ｂ及び弾性体１０４ｃは、導電体であり、センサ１０が容器９に適正に設置されると、加熱体１０２に電気を流すことが可能となる。

このように、弾性体１０４ａを導電体とすることで、点で接触する端子と加熱体１０２の接触不良を防ぎ、接触を良好にすることができる。

実施の形態３．
図２２は、本発明の実施の形態３に係る液面検知装置１Ｃの概略構成を示す概略図である。図２２に基づいて、液面検知装置１Ｃについて説明する。なお、実施の形態３に係る液面検知装置１Ｃの基本的な構成は、実施の形態１に係る液面検知装置１Ａの構成と同様である。また、実施の形態３では実施の形態１及び実施の形態２との相違点を中心に説明し、実施の形態１及び実施の形態２と同一部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。また、実施の形態１と同様の構成部分について適用される変形例は、本実施の形態３についても同様に適用される。

液面検知装置１Ｃは、図２及び図３に示した実施の形態１に係る液面検知装置１Ａでは、加熱体１０２、温度計測素子１０３を無くし、自己発熱する抵抗体である自己発熱サーミスタ１２０を用いた構成である。自己発熱サーミスタ１２０を用いることで、信号線１１２、信号線１１３を無くすことができ、より小型のセンサを製作することが可能となる。また、配線が少ないことから、センサ設置の作業を効率化することができる。

また、液面検知装置１Ｃから端子１０５及び端子１０６を無くし、代わりに容器９に密着した際にガイド１０７を容器９側に押す力を発生させる弾性体１０４ａを備えるようにしてもよい。つまり、液面検知装置１Ｃを、自己発熱サーミスタ１２０を備えた構成を採用しつつ、液面検知装置１Ｂが有する弾性体１０４ａを備えた構成としてもよい。このような構成とすることで、液面検知装置１Ｃは、液面検知装置１Ｂと同様の効果も奏することになる。

実施の形態１〜３では、ガイド１０７を含めた構成を例に説明したが、加熱体１０２にガイド１０７の役割を兼用させて、ガイド１０７を設けない構成としてもよい。ガイド１０７を設けない構成とすることにより、構成部品を削減でき、その分液面検知装置の簡素化が実現できる。また、ガイド１０７を構成として含めている場合には、ガイド１０７を加熱体１０２に含めて考えることとする。

実施の形態１〜３では、熱伝導体１０１を含めた構成を例に説明したが、必ずしも熱伝導体１０１を設けなくてもよい。熱伝導体１０１を構成として含めたのは、容器９の表面には、塗装の際に発生する高さ０．１〜０．２ｍｍの微小な凹凸の影響を考慮したからである。つまり、厚さ１ｍｍ程度の熱伝導体１０１を設けることで、容器９の表面粗さを吸収することができる。そのため、容器９の表面に微小な凹凸が発生しないような場合には、熱伝導体１０１を設けない構成とすることができる。

実施の形態１〜３では、複数個のセンサ１０を容器９の複数位置に設置した構成を例に説明したが、１個のセンサ１０だけを用いて液面スイッチとして液面検知装置を適用するようにしてもよい。具体的には、所定の位置（例えば、液面上限位置、液面下限位置など）に１個のセンサ１を設置し、その位置以上に液が増加した場合に信号を発信したり、逆にその位置以下に液が減少した場合に信号を発信したり、することが可能になる。こうすることにより、容器９の内部の液体の増加や不足を検出することができるようになる。

実施の形態４．
図２３は、本発明の実施の形態４に係る冷凍サイクル装置５００の冷媒回路構成の一例を示す概略構成図である。図２３に基づいて、冷凍サイクル装置５００の冷媒回路構成及び動作について説明する。冷凍サイクル装置５００は、たとえば空気調和装置、冷蔵庫、冷凍庫、給湯機などに適用されるものである。ここでは、冷凍サイクル装置５００が空気調和装置に適用されている場合を例に説明する。

＜冷凍サイクル装置５００の構成＞
冷凍サイクル装置５００は、主として、熱源ユニットとしての室外ユニット５０２と、それに並列に接続された複数台（図２３では２台を図示している）の利用ユニットとしての室内ユニット５０４（室内ユニット５０４Ａ，５０４Ｂ）と、室外ユニット５０２と室内ユニット５０４とを接続する冷媒延長配管（液側延長配管５０６、ガス側延長配管５０７）と、を有している。すなわち、冷凍サイクル装置５００は、室外ユニット５０２と室内ユニット５０４とが冷媒延長配管で接続されることで形成される冷媒回路５１０を有している。

液側延長配管５０６は、液冷媒が通過する配管であり、室外ユニット５０２と室内ユニット５０４Ａ，５０４Ｂとを接続している。液側延長配管５０６は、液主管５０６Ａ、液枝管５０６ａ、液枝管５０６ｂで成されている。また、ガス側延長配管５０７は、ガス冷媒が通過する配管であり、室外ユニット５０２と室内ユニット５０４Ａ，５０４Ｂとを接続している。ガス側延長配管５０７は、ガス主管５０７Ａ、ガス枝管５０７ａ、ガス枝管５０７ｂで構成されている。

［室内ユニット５０４］
室内ユニット５０４Ａ，５０４Ｂは、室外ユニット５０２からの冷熱又は温熱の供給を受けて空調対象域に冷房空気又は暖房空気を供給するものである。なお、以下の説明においては、室内ユニット５０４の後の「Ａ」、「Ｂ」を省略する場合があるが、その場合には室内ユニット５０４Ａ，５０４Ｂの双方を示しているものとする。また、「室内ユニット５０４Ａ」系統の各機器（回路の一部も含む）の符号の後に「Ａ（又はａ）」を付加し、「室内ユニット５０４Ｂ」系統の各機器（回路の一部も含む）の符号の後に「Ｂ（又はｂ）」を付加して図示している。これらの説明においても、符号の後の「Ａ（又はａ）」、「Ｂ（又はｂ）」を省略する場合があるが、双方の機器を示していることは言うまでもない。

室内ユニット５０４は、ビル等の室内の天井に埋め込まれたり、吊り下げられたり、室内の壁面に壁掛けられたりする等により設置されている。室内ユニット５０４Ａは、液主管５０６Ａ、液枝管５０６ａ、ガス枝管５０７ａ、及び、ガス主管５０７Ａを用いて室外ユニット５０２に接続されており、冷媒回路５１０の一部を構成している。室内ユニット５０４Ｂは、液主管５０６Ａ、液枝管５０６ｂ、ガス枝管５０７ｂ、及び、ガス主管５０７Ａを用いて室外ユニット５０２に接続されており、冷媒回路５１０の一部を構成している。

室内ユニット５０４は、主として、冷媒回路５１０の一部を構成する室内側冷媒回路（室内ユニット５０４Ａでは室内側冷媒回路５１０ａ、室内ユニット５０４Ｂでは室内側冷媒回路５１０ｂ）を有している。この室内側冷媒回路は、主として、絞り装置としての膨張弁５４１と、利用側熱交換器としての室内熱交換器５４２と、が直列に接続されて構成されている。

膨張弁５４１は、室内側冷媒回路内を流れる冷媒の流量の調節等を行なうために、室内熱交換器５４２の液側に設置され、冷媒を減圧して膨張させるものである。この膨張弁５４１は、開度が可変に制御可能なもの、たとえば電子式膨張弁等で構成するとよい。

室内熱交換器５４２は、暖房運転時には冷媒の凝縮器（放熱器）として機能して室内空気を加熱し、冷房運転時には冷媒の蒸発器として機能して室内空気を冷却し、熱媒体（たとえば、空気や水等）と冷媒との間で熱交換を行ない、冷媒を凝縮液化又は蒸発ガス化するものである。室内熱交換器５４２は、その形式を特に限定するものではないが、たとえば伝熱管と多数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型の熱交換器で構成するとよい。

室内ユニット５０４は、ユニット内に室内空気を吸入して、室内熱交換器５４２において冷媒と熱交換させた後に、供給空気として室内に供給するための送風機（図示省略）を有している。送風機は、室内熱交換器５４２に供給する空気の風量を可変することが可能なものであり、たとえばＤＣファンモーターによって駆動される遠心ファンや多翼ファン等で構成するとよい。ただし、室内熱交換器５４２が、冷媒と空気とは異なる熱媒体（たとえば、水やブライン等）とで熱交換を実行するものであってもよい。

また、室内ユニット５０４は、室内ユニット５０４を構成する各機器の動作を制御する室内側制御装置（図示省略）を有している。そして、室内側制御部は、室内ユニット５０４の制御を行なうために設けられたマイクロコンピューターやメモリー等を有しており、室内ユニット５０４を個別に操作するためのリモコン（図示せず）との間で制御信号等のやりとりを行なったり、室外ユニット５０２（詳しくは制御計測装置２０）との間で伝送線（無線でもよい）を介して制御信号等のやりとりを行なったりすることができるようになっている。

［室外ユニット５０２］
室外ユニット５０２は、室内ユニット５０４に冷熱又は温熱を供給する機能を有している。室外ユニット５０２は、たとえばビル等の室外に設置されており、液側延長配管５０６、ガス側延長配管５０７で室内ユニット５０４に接続されており、冷媒回路５１０の一部を構成している。つまり、室外ユニット５０２から流出して液主管５０６Ａを流れる冷媒は、液枝管５０６ａと液枝管５０６ｂとに分流され、室内ユニット５０４Ａ、室内ユニット５０４Ｂのそれぞれに流入するようになっている。同様に、室外ユニット５０２から流出してガス主管５０７Ａを流れる冷媒は、ガス枝管５０７ａとガス枝管５０７ｂとに分流され、室内ユニット５０４Ａ，５０４Ｂのそれぞれに流入するようになっている。

室外ユニット５０２は、主として、冷媒回路５１０の一部を構成する室外側冷媒回路５１０ｃを有している。この室外側冷媒回路５１０ｃは、主として、圧縮機５２１と、流路切替手段である四方弁５２２と、熱源側熱交換器としての室外熱交換器５２３と、容器９と、が直列に接続されて構成されている。

圧縮機５２１は、冷媒を吸入し、その冷媒を圧縮して高温・高圧の状態にするものである。この圧縮機５２１は、運転容量を可変することが可能なものであり、たとえばインバーターにより周波数Ｆが制御されるモーターによって駆動される容積式圧縮機等で構成するとよい。なお、図２３では、圧縮機５２１が１台である場合を例に図示しているが、これに限定されず、室内ユニット５０４の接続台数等に応じて、２台以上の圧縮機５２１を並列に接続して搭載してもよい。

四方弁５２２は、暖房運転時における冷媒の流れの方向と冷房運転時における熱源側冷媒の流れの方向とを切り換えるものである。四方弁５２２は、冷房運転時には、実線で示されるように切り替えられ、圧縮機５２１の吐出側と室外熱交換器５２３のガス側とを接続するとともに容器９とガス主管５０７Ａ側とを接続する。これにより、室外熱交換器５２３が圧縮機５２１によって圧縮される冷媒の凝縮器として機能し、また、室内熱交換器５４２が蒸発器として機能する。四方弁５２２は、暖房運転時には、点線で示されるように切り替えられ、圧縮機５２１の吐出側とガス主管５０７Ａとを接続するとともに容器９と室外熱交換器５２３のガス側とを接続する。これにより、室内熱交換器５４２が圧縮機５２１によって圧縮される冷媒の凝縮器として機能し、また、室外熱交換器５２３が蒸発器として機能する。

室外熱交換器５２３は、暖房運転時には冷媒の蒸発器として機能し、冷房運転時には冷媒の凝縮器（放熱器）として機能し、熱媒体（たとえば、空気や水等）と冷媒との間で熱交換を行ない、その冷媒を蒸発ガス化又は凝縮液化するものである。室外熱交換器５２３は、その形式を特に限定するものではないが、たとえば伝熱管と多数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器で構成するとよい。なお、室外熱交換器５２３は、そのガス側が四方弁５２２に接続され、液側が液主管５０６Ａに接続されている。

室外ユニット５０２は、ユニット内に室外空気を吸入して、室外熱交換器５２３において冷媒と熱交換させた後に、室外に排出するための送風機（図示省略）を有している。この送風機は、室外熱交換器５２３に供給する空気の風量を可変することが可能なものであり、たとえばＤＣファンモーターからなるモーターによって駆動されるプロペラファン等で構成するとよい。ただし、室外熱交換器５２３が、冷媒と空気とは異なる熱媒体（たとえば、水やブライン等）とで熱交換を実行するものであってもよい。

容器９は、実施の形態１で説明したように、圧縮機５２１の吸入側に接続されており、室外ユニット５０２や室内ユニット５０４、配管の運転負荷の変動等に応じて冷媒回路５１０内に発生する余剰冷媒を溜めることが可能になっている。容器９は、炭素鋼等の金属で形成し、しかも法規に則って耐圧強度を考えて設計、製作された圧力容器でなければならない。

冷媒回路５１０の冷媒漏れを検知するにあたり、容器９内に貯留されている余剰液冷媒量を検出する必要がある。そこで、冷凍サイクル装置５００では、実施の形態１〜３で説明した液面検知装置を備えたいずれかの容器９が搭載されている。

また、室外ユニット５０２は、室外ユニット５０２を構成する各要素の動作を制御する制御計測装置２０を有している。そして、制御計測装置２０は、室外ユニット５０２の制御を行なうために設けられたマイクロコンピューター、メモリーやモーターを制御するインバーター回路等を有しており、室内ユニット５０４の室内側制御部との間で伝送線（無線でもよい）を介して制御信号等のやりとりを行なうことができるようになっている。すなわち、制御計測装置２０は、室内側制御部と協働することによって冷凍サイクル装置５００全体の運転制御を行なう。

（延長配管）
延長配管（液側延長配管５０６、ガス側延長配管５０７）は、室外ユニット５０２と室内ユニット５０４とを接続し、冷凍サイクル装置５００の冷媒回路内の冷媒を循環させるために必要な配管である。

延長配管は、液側延長配管５０６（液主管５０６Ａ、液枝管５０６ａ、５０６ｂ）と、ガス側延長配管５０７（ガス主管５０７Ａ、ガス枝管５０７ａ、５０７ｂ）とで構成され、冷凍サイクル装置５００をビル等の設置場所に設置する際に現地にて施工される冷媒配管である。延長配管には、室外ユニット５０２と室内ユニット５０４との組み合わせに応じてそれぞれ決められた管径の延長配管が使用される。

以上のように、室内側冷媒回路５１０ａ，５１０ｂと、室外側冷媒回路５１０ｃと、延長配管（液側延長配管５０６とガス側延長配管５０７）とが接続されて冷媒回路５１０が構成されている。そして、本実施の形態４の冷凍サイクル装置５００は、室内側制御部と制御計測装置２０とによって、四方弁５２２により冷房運転および暖房運転を切り換えて運転を行うとともに、各室内ユニット５０４Ａ，５０４Ｂの運転負荷に応じて、室外ユニット５０２および室内ユニット５０４Ａ，５０４Ｂの各機器の制御を行なっている。

この冷凍サイクル装置５００は、実施の形態１〜３で説明した液面検知装置を備えたいずれかの容器９が搭載されているので、複数の温度計測層の計測値のバラツキを抑制して、気液判別を行うことができることになる。そのため、冷凍サイクル装置５００によれば、安価、計測値ばらつき低減、センサ設置容易で、冷媒回路の余剰冷媒を検知することができるという効果を奏する。

１Ａ 液面検知装置、１Ｂ 液面検知装置、１Ｃ 液面検知装置、９ 容器、９ａ 入口配管、９ｂ 出口配管、９ｃ 油戻し穴、９ｄ 吸引口、１０ センサ、１０ａ センサ、１０ｂ センサ、１０ｃ センサ、１０ｄ センサ、２０ 制御計測装置、９０ 板バネ、９１ 溶接部、９２ 磁石固定ガイド、９３ 磁石、９４ 粘着剤、９５ バンド、１０１ 熱伝導体、１０２ 加熱体、１０３ 温度計測素子、１０４ 弾性体、１０４ａ 弾性体、１０４ｂ 弾性体、１０４ｃ 弾性体、１０５ 端子、１０６ 端子、１０７ ガイド、１０８ 固定具（取付具）、１０９ 部品保持部、１１０ 給電線、１１１ 給電線、１１２ 信号線、１１３ 信号線、１２０ 自己発熱サーミスタ、２０１ 加熱体制御部、２０２ センサ計測部、２０３ 記憶部、２０４ 気液判定部、２０５ 入力部、２０６ 出力部、５００ 冷凍サイクル装置、５０２ 室外ユニット、５０４ 室内ユニット、５０４Ａ 室内ユニット、５０４Ｂ 室内ユニット、５０６ 液側延長配管、５０６Ａ 液主管、５０６ａ 液枝管、５０６ｂ 液枝管、５０７ ガス側延長配管、５０７Ａ ガス主管、５０７ａ ガス枝管、５０７ｂ ガス枝管、５１０ 冷媒回路、５１０ａ 室内側冷媒回路、５１０ｂ 室内側冷媒回路、５１０ｃ 室外側冷媒回路、５２１ 圧縮機、５２２ 四方弁、５２３ 室外熱交換器、５４１ 膨張弁、５４２ 室内熱交換器、ａ 異物、ｂ 異物。

Claims (13)

1. 液面計測対象となる容器の複数位置を加熱して温度を計測し、計測された温度に基づいて前記容器の内部の液面を検知する液面検知装置であって、
   前記容器の表面に設置され、前記容器を加熱する加熱体と、
   前記加熱体の外周に設置され、前記加熱体を移動させるガイドと、
   前記加熱体に前記ガイドを介して接触することで前記加熱体に給電する端子と、
   複数の温度計測素子と、
   前記加熱体を前記容器側に押す弾性体と、
   前記加熱体、前記温度計測素子、前記弾性体、前記ガイド、及び、前記端子を前記容器に取り付ける取付具と、
   を備え、
   前記加熱体の加熱前に前記複数の温度計測素子によって計測された全ての温度が互いに等しい場合に、
   前記取付具の前記容器に対しての設置状態によって、前記端子が前記ガイドと接触しているときに前記容器が前記加熱体により加熱される構造とした
   液面検知装置。
2. 前記加熱体と前記容器との間に設置される熱伝導体を備え、
   前記取付具は、
   前記加熱体、前記温度計測素子、前記熱伝導体、前記弾性体、前記ガイド、及び、前記端子を覆った状態でこれらを前記容器に取り付けるように構成されており、
   前記熱伝導体及び前記取付具の前記容器に対しての設置状態によって、前記加熱体と前記端子とが前記ガイドを介して接触、非接触になる構造となっており、前記加熱体と前記端子とが前記ガイドを介して接触することで前記容器が前記加熱体により加熱される
   請求項１に記載の液面検知装置。
3. 前記加熱体及び前記温度計測素子を自己発熱する抵抗体で構成し、
   前記抵抗体と前記容器との間に設置される熱伝導体と、を備え、
   前記端子は前記ガイドを介して前記抵抗体に接触することで前記抵抗体に給電するように構成されており、
   前記取付具は、
   前記抵抗体、前記熱伝導体、前記弾性体、前記弾性体、前記ガイド、及び、前記端子を覆った状態でこれらを前記容器に取り付けるように構成されており、
   前記熱伝導体及び前記取付具の前記容器に対しての設置状態によって、前記抵抗体と前記端子とが前記ガイドを介して接触、非接触になる構造となっており、前記抵抗体と前記弾性体とが前記ガイドを介して接触することで前記容器が前記加熱体により加熱される
   請求項１に記載の液面検知装置。
4. 前記熱伝導体及び前記取付具の少なくとも１つが所定の状態で前記容器に設置されないとき、前記端子と前記ガイドとが接触せず前記加熱体に電気が給電されない
   請求項２又は３に記載の液面検知装置。
5. 前記熱伝導体及び前記取付具の少なくとも１つが所定の状態で前記容器に設置されないとき、前記端子と前記ガイドとが接触せず前記抵抗体に電気が給電されない
   請求項３に記載の液面検知装置。
6. 前記容器に対しての前記弾性体の押付力が所定の力よりも弱いとき、
   前記加熱体と前記端子とが非接触になる
   請求項２に記載の液面検知装置。
7. 前記容器に対しての前記弾性体の押付力が所定の力よりも弱いとき、
   前記抵抗体と前記端子とが非接触になる
   請求項３に記載の液面検知装置。
8. 前記取付具は、
   水平断面視した状態において少なくとも端部の２箇所で前記容器の外表面に密着する
   請求項１〜７のいずれか一項に記載の液面検知装置。
9. 前記取付具は、
   断熱材としての機能も有している
   請求項１〜８のいずれか一項に記載の液面検知装置。
10. 外表面が曲面となる前記容器に取り付けられるものであって、
    前記熱伝導体は、
    前記容器の外表面の曲率により変形する
    請求項２に記載の液面検知装置。
11. 前記熱伝導体は、
    外形が前記加熱体よりも小さく構成されている
    請求項２に記載の液面検知装置。
12. 前記熱伝導体は、
    外形が前記抵抗体よりも小さく構成されている
    請求項３に記載の液面検知装置。
13. 圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器を配管接続した冷媒回路を備え、
    請求項１〜１２のいずれか一項に記載の液面検知装置で液面検知される容器を、前記蒸発器と前記圧縮機との間に接続した
    冷凍サイクル装置。

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