JP6180652B2 - 冷凍サイクル装置及び液面検出センサ - Google Patents

Description

本発明は、冷凍サイクル装置及び液面検出センサに関する。

従来の液溜めには、液溜め内に貯留された液体の液面の高さ位置を検出するのに利用される液面検出センサを有するものが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の液溜め及び液面検出機構は、液体及び気体が収容される容器と、その上端部が容器の上面部に接続されて固定された支持材と、支持材の下端部に取り付けられた発熱抵抗体と、発熱抵抗体の両端にかかる電圧を検出する電圧計とを有しているものである。

発熱抵抗体が容器内の液面に浸漬しているときと、液面に浸漬しておらず、気体に接触しているときとでは、電圧計で検出される電圧値が異なる。そこで、特許文献１に記載の技術では、発熱抵抗体（発熱素子）が液面に浸漬しているか否かにより相違する電圧値に基づいて、液面を検出している。

特開昭５９−２７２２３号公報（たとえば、図２参照）

ここで、液溜めが冷凍サイクル装置に搭載され、液溜めの液面を検知する手段として発熱素子を有するセンサを用いた場合について考える。この場合においては、上述した液体及び気体は、液冷媒及びガス冷媒に対応する。そして、冷凍サイクル装置は、冷媒回路を循環する冷媒量が増大すると、その分、液溜めを通過するガス冷媒の流速も増大する。ガス冷媒の流速が増大すると、発熱素子の有する熱がより奪われるように作用する。すなわち、発熱素子の放熱量が増加するように作用する。このため、ガス冷媒の流速が増大すると、その分、液溜めに取り付けられた発熱素子の温度低下が促進されることになる。このため、ガス冷媒の流速が増大すると、発熱素子が液冷媒に浸漬しているときと同等、又はそれに近い温度になってしまう場合がある。

このように、ガス冷媒に接触しているときの発熱素子の温度と、液冷媒に浸漬しているときの発熱素子の温度が、同一又は近い値となってしまうと、液面検出を精度よく実施することができなくなってしまう。

すなわち、特許文献１に記載の技術を冷凍サイクル装置に適用した場合においては、冷媒循環量によっては、液面を検出する精度が低下してしまうという課題がある。

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、冷媒循環量が増大しても、液面を検出する精度が低下してしまうことを抑制することができる冷凍サイクル装置及び液面検出センサを提供することを目的としている。

本発明に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機、凝縮器、絞り装置、蒸発器及び液溜めを有し、これらが冷媒配管で接続された冷媒回路を有する冷凍サイクル装置において、発熱部及び発熱部と対をなす検出部を有し、液溜め内に設けられ、検出部で発熱部の状態を検出して液溜めに貯留される冷媒の液面を検出する液面検出センサを備え、液溜めは、冷媒を貯留する容器と、冷媒回路に接続され、容器外の冷媒を容器内に流入させる入口管とを有し、容器内には、入口管から放出された冷媒が直に液面検出センサにあたらないようにする遮蔽部が設けられているものである。

本発明に係る冷凍サイクル装置によれば、上記構成を有しているため、冷媒循環量が増大しても、液面を検出する精度が低下してしまうことを抑制することができる。

本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１の冷媒回路構成などの一例を示す図である 本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１の有する液溜め１５の概要構成例図である。 本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１の有する液面検出センサ２０の概要構成例図である。 本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１におけるコア領域Ｂの説明図である。 液溜め１５内に供給された冷媒の流速ごとに液面検出センサ２０の発熱素子２０１ａ〜２０１ｄの温度を説明する図である。 空気、水、ガス冷媒及び液冷媒の速度と熱伝導率との関係の説明図である。 容器１５Ａを寝かした態様（横型液溜め）の液溜め１５０の概要構成例図である。 本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１の容器１５Ａ及び液面検出センサ２０の変形例２（液溜め１５０Ｂ）である。 本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１の容器１５Ａ及び液面検出センサ２０の変形例３（液溜め１５０Ｃ）である。 本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１の容器１５Ａ及び液面検出センサ２０の変形例４（液溜め１５０Ｄ）である。 本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１の容器１５Ａ及び液面検出センサ２０の変形例５（液溜め１５０Ｅ）である。 容器１５Ａに設けられた入口管１５１の第１配管部１５１Ａを境としたときに、第２配管部１５１Ｂが延出している側とは反対側に液面検出センサ２０Ｃを設置した態様の概要構成例図である。 本発明の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の有する液面検出センサ２２に遮蔽板２１１を設置した状態の概要構成例図である。 図９に示す液溜め１５及び液面検出センサ２０を上面部１５ＡＵ側から見た図である。 本発明の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の液面検出センサ２２の遮蔽板２１１の変形例１である。 本発明の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の液面検出センサ２２の遮蔽板２１１の変形例２である。 本発明の実施の形態３に係る冷凍サイクル装置の有する液面検出センサ２３の概要構成例図である。 図１１に示す液面検出センサ２３が取り付けられた液溜め３５の概要構成例図である。 本発明の実施の形態４に係る冷凍サイクル装置の有する液面検出センサ２４の概要構成例図である。 図１３に示す液面検出センサ２４の水平断面視図である。 図１３及び図１４に示すフィン２１３における流速分布ＣＣについて模式的に示した図である。 本発明の実施の形態６に係る冷凍サイクル装置の液溜め５５などの概要構成例図である。 第１配管部１５１Ａの容器１５Ａの側面部１５ＡＳとのなす角度についての説明図である。 図１６に示す容器１５Ａを上面側から見たときにおける流速分布について模式的に示した図である。 実施の形態５の変形例である。

以下、本発明に係る冷凍装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、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。

実施の形態１．
図１は、本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１の冷媒回路構成などの一例を示す図である。図１を参照して冷凍サイクル装置１の冷媒回路などについて説明する。
本実施の形態に係る冷凍サイクル装置１は、冷媒循環量が増大しても、液面を検出する精度が低下してしまうことを抑制することができる改良が加えられたものである。

［冷凍サイクル装置１の構成説明］
冷凍サイクル装置１は、冷媒を搬送するのに利用される圧縮機１１と、冷媒を凝縮する凝縮器１２と、冷媒を減圧させる絞り装置１３と、冷媒を蒸発させる蒸発器１４と、液冷媒などを貯留するアキュムレーターとして機能する液溜め１５と、液溜め１５に貯留された液冷媒の液面位置を検出するのに利用される液面検出センサ２０と、液面検出センサ２０の検出結果に基づいて液溜め１５に貯留された液冷媒量を算出する制御装置５０とを有している。

さらに、冷凍サイクル装置１は、凝縮器１２に付設される送風機１２Ａと、蒸発器１４に付設される送風機１４Ａとを有している。冷凍サイクル装置１がたとえば空気調和装置である場合には、送風機１２Ａは凝縮器１２とともに室外機に搭載され、送風機１４Ａは蒸発器１４とともに室内機に搭載される。送風機１２Ａは、凝縮器１２に空気を供給して凝縮器１２を流れる冷媒と空気との熱交換を促進するのに利用されるものである。また、送風機１４Ａは、蒸発器１４に空気を供給して蒸発器１４を流れる冷媒と空気との熱交換を促進するのに利用されるものである。

（圧縮機１１及び凝縮器１２）
圧縮機１１は、ガス冷媒を高温、高圧に圧縮して吐出する機能を有するものである。圧縮機１１は、冷媒吸入側が液溜め１５に接続され、冷媒吐出側が凝縮器１２に接続されているものである。圧縮機１１は、たとえば、インバータ圧縮機などで構成することができる。凝縮器１２（放熱器）は、冷媒を凝縮させて高圧液冷媒にするものである。凝縮器１２は、上流側が圧縮機１１に接続され、下流側が絞り装置１３に接続されている。

（絞り装置１３及び蒸発器１４）
絞り装置１３は、冷媒を減圧させるものであり、たとえばキャピラリーチューブ、開度を調整することができる絞り弁などで構成することができる。絞り装置１３は上流側が凝縮器１２に接続され、下流側が蒸発器１４に接続されている。蒸発器１４は、冷媒を蒸発させてガス冷媒にするものである。蒸発器１４は、上流側が絞り装置１３に接続され、下流側が液溜め１５に接続されているものである。

（液溜め１５及び液面検出センサ２０）
液溜め１５は、液冷媒を貯留することができるものであり、容器１５Ａなどを有しているものである。液溜め１５は、上流側が蒸発器１４に接続され、下流側が圧縮機１１の吸入側に接続されている。
液面検出センサ２０は、液溜め１５に取り付けられているものである。液面検出センサ２０は、たとえば、素子温度により素子抵抗が変化することを利用したＮＴＣセンサ、或いはＰＴＣセンサなどのセンサで構成することができる。なお、ＮＴＣとは、「ｎｅｇａｔｉｖｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ 」の略であり、ＰＴＣとは、「ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ 」の略である。液面検出センサ２０は、配線２０３を介して制御装置５０に接続されている。なお、本実施の形態１では、有線である場合を一例に示しているが無線で液面検出センサ２０の情報を制御装置５０に出力するように冷凍サイクル装置１を構成することもできる。
液溜め１５及び液面検出センサ２０については、後段の図２Ａなどで詳細に説明する。

（制御装置５０）
制御装置５０は、液面検出センサ２０に電圧（電力）を供給する電源回路部、液面検出センサ２０の発熱素子２０１ａ〜２０１ｄ（図２Ｂ参照）の温度を演算する演算回路部、及び、発熱素子２０１ａ〜２０１ｄの抵抗値と温度との関係を示す所定のテーブルなどを記憶した記憶部などを有するものである。
たとえば、液面検出センサ２０がＰＴＣセンサである場合には、発熱素子２０１ａ〜２０１ｄの温度が増大するほどに発熱素子２０１ａ〜２０１ｄの抵抗値が増大することになる。発熱素子２０１ａ〜２０１ｄが液冷媒に触れている場合には、ガス冷媒に触れている場合よりも、発熱素子２０１ａ〜２０１ｄの温度が低下することになるので、それに対応して発熱素子２０１ａ〜２０１ｄの抵抗値も低下する。逆に、発熱素子２０１ａ〜２０１ｄがガス冷媒に触れており、そのガス冷媒の速度がそれほど大きくない場合には、液冷媒に触れている場合よりも、抵抗値が高くなる。

このように、液面検出センサ２０の発熱素子２０１ａ〜２０１ｄが液冷媒に触れているか、ガス冷媒に触れているかによって、発熱素子２０１ａ〜２０１ｄの抵抗値が相違することになる。

たとえば、制御装置５０は、発熱素子２０１ａ〜２０１ｄのそれぞれに供給されている電圧値及び電流値などから、発熱素子２０１ａ〜２０１ｄのそれぞれの抵抗値を演算する。また、制御装置５０は、発熱素子２０１ａ〜２０１ｄのそれぞれの抵抗値から、所定のテーブルを用いてそれぞれの温度を演算する。そして、制御装置５０は、発熱素子２０１ａ〜２０１ｄの温度に基づいて容器１５Ａの液面の高さ位置がどこにあるかについて判定する。
一例を挙げると、発熱素子２０１ｄの抵抗値がａであり、発熱素子２０１ａ〜２０１ｃの抵抗値がａより大きいｂである場合には、発熱素子２０１ｄよりも発熱素子２０１ａ〜２０１ｃの温度が高い。したがって、容器１５Ａの液面の高さ位置は、発熱素子２０１ｄよりも高く、発熱素子２０１ｃよりも低いということを判定することができる。
このように、発熱素子２０１ａ〜２０１ｄは、発熱する素子しての機能だけでなく、周囲の環境（冷媒が吹き付けられるなど）により抵抗が変化する素子としての機能を有している。そして、この抵抗値に基づいて制御装置５０が液面の高さについて判定する。ここで、発熱素子２０１ａ〜２０１ｄは、発熱部及び温度検出部の両方に対応している。

制御装置５０は、液面検出センサ２０の検出結果に基づいて液溜め１５の液冷媒が容器１５Ａからオーバーフローするか否かを判定したり、冷凍サイクル装置１の冷媒回路に充填されている冷媒が漏洩しているか否かを判定したり、冷凍サイクル装置１を設置した後に冷媒を充填する際において冷媒の充填量を算出したりなどをすることができる。

なお、本実施の形態１では、制御装置５０が抵抗値から温度を演算する場合について説明したが、それに限定されるものではない。たとえば、液面検出センサ２０がＰＴＣセンサである場合には、抵抗値と温度とが比例する関係にある。このため、制御装置５０は、温度に換算せず、発熱素子２０１ａ〜２０１ｄの抵抗値の値を比較するものであってもよい。

また、本実施の形態１では、発熱素子２０１ａ〜２０１ｄが、発熱する素子としての機能及び抵抗が変化する素子としての機能の両方を有する態様について説明したが、それに限定されるものではない。たとえば、両機能を別々の構成に担わせてもよい。たとえば、液面検出センサ２０は、発熱素子２０１ａ〜２０１ｄの代わりに、加熱体と、加熱体とは別体であり、加熱体に付設された温度センサとをシース２０２に設けて構成することもできる。ここで、温度センサとしては、たとえばサーミスタなどを採用することができる。また、加熱体としては、たとえば抵抗体などを採用することができる。そして、抵抗体に通電することで自身を加熱することができる。ここで、加熱体は発熱部に対応し、温度センサは温度検出部に対応している。

なお、本実施の形態１では、発熱素子２０１ａ〜２０１ｄの計４つが設けられた態様であるので、４組の加熱体及び温度センサをシース２０２に設ける。この態様であっても、本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１の液面検出センサ２０と同様の機能を得ることができる。

［液溜め１５及び液面検出センサ２０の構成説明］
図２Ａは、本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１の有する液溜め１５の概要構成例図である。図２Ｂは、本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１の有する液面検出センサ２０の概要構成例図である。図２Ａ及び図２Ｂを参照して、液溜め１５及び液面検出センサ２０の構成などについて説明する。なお、図２Ａでは、容器１５Ａ内に液冷媒Ｌ及びガス冷媒Ｇが存在している状態を模式的に示している。

（液溜め１５）
液溜め１５は、液冷媒を貯留することができる容器１５Ａを有しているものである。また、液溜め１５は、容器１５Ａの上面部１５ＡＵに接続され、蒸発器１４から流出した冷媒が流れる入口管１５１を有している。さらに、液溜め１５は、容器１５Ａの上面部１５ＡＵに接続され、容器１５Ａの冷媒を圧縮機１１側に流出させる出口管１５２を有している。

容器１５Ａの上面部１５ＡＵには、液面検出センサ２０の上端側が固定されている。このため、容器１５Ａの上面部１５ＡＵには、液面検出センサ２０を挿入するのに利用される開口部１５Ａ１が形成されている。冷凍サイクル装置１の冷媒回路Ｃを冷媒が循環している状態において、容器１５Ａの底面側にはガス冷媒より重たい液冷媒が貯留され、容器１５Ａの上面側には液冷媒より軽いガス冷媒が流れる。容器１５Ａは、たとえば肉厚が４〜１０ｍｍ程度の圧力容器で構成することができる。また、容器１５Ａは、円筒状に形成されたものである。液溜め１５には、円筒の容器１５Ａを立てたもの（縦型液溜め）と、円筒の容器１５Ａを寝かしたもの（横型液溜め）とがある。本実施の形態１では、液溜め１５が縦型液溜めである場合を一例に説明している。

冷凍サイクル装置１は、入口管１５１から放出された冷媒が液面検出センサ２０に吹き付けられることによって液面検出センサ２０の検出精度が低下することを抑制するため、後述するコア領域Ｂが容器１５Ａ内に形成されるように、入口管１５１及び液面検出センサ２０が容器１５Ａに設けられている。

入口管１５１は、鉛直方向に延びる第１配管部１５１Ａと、水平方向に延びる第２配管部１５１Ｂとを有している。第１配管部１５１Ａと第２配管部１５１Ｂとは、連通するように接続されている。ここで、第２配管部１５１Ｂは、水平方向に平行になっているので、第２配管部１５１Ｂから容器１５Ａに流出する冷媒が、容器１５Ａ内の液冷媒の液面に直接的に衝突することを抑制することができ、液面を揺らすことを抑制することができる。これにより、液面検出センサ２０の検出精度を向上させることができるようになっている。

第１配管部１５１Ａは一端（上流側）が蒸発器１４に接続され、他端（下流側）が第２配管部１５１Ｂに接続されている。第２配管部１５１Ｂは一端（上流側）が第１配管部１５１Ａに接続され、他端側が容器１５Ａ内に位置している。そして、第２配管部１５１Ｂの他端は開放されている。すなわち、第２配管部１５１Ｂの他端には、蒸発器１４及び第１配管部１５１Ａを流れてきた冷媒が容器１５Ａ内に放出される際に通過する放出口Ａ（図４参照）が形成された放出口部１５１Ｂ１が形成されている。

出口管１５２は、鉛直方向に延びる第１配管部１５２Ａと、容器１５Ａの底面部側に位置している第２配管部１５２Ｂと、先端が開放されている第３配管部１５２Ｃとを有している。第１配管部１５２Ａと第２配管部１５２Ｂとは連通するように接続されているとともに、第２配管部１５２Ｂと第３配管部１５２Ｃとは連通するように接続されている。

第１配管部１５２Ａは一端（下流側）が圧縮機１１の吸入側に接続され、他端（上流側）が第２配管部１５２Ｂに接続されている。
第２配管部１５２Ｂは、一端（下流側）が第１配管部１５２Ａに接続され、他端（上流側）が第３配管部１５２Ｃに接続されている。
第２配管部１５２Ｂは、第１配管部１５２Ａとの接続部分から下側に延出して曲げ形成された後に、上側に延出して第３配管部１５２Ｃに接続されている。第２配管部１５２Ｂは、容器１５Ａの底面部１５ＡＢ側に配置されており、図２Ａに示すように容器１５Ａ内に液冷媒が貯留されている場合には、液冷媒に浸漬する。
第３配管部１５２Ｃは、一端（下流側）が第２配管部１５２Ｂに接続され、他端が開放されている。すなわち、第３配管部１５２Ｃの他端には、容器１５Ａ内の冷媒（主にガス冷媒）が通過する開口が形成されている。

（液面検出センサ２０）
液面検出センサ２０は、入口管１５１の第１配管部１５１Ａを境としたときに、第２配管部１５１Ｂが延出している側に設置されているものである。液面検出センサ２０は、その上端側が液溜め１５の容器１５Ａの上面部１５ＡＵに取り付けられて固定されているものである。液面検出センサ２０は、長尺状のシース２０２と、シース２０２の長手方向に並ぶように配置された発熱素子２０１ａ〜２０１ｄとを有しているものである。なお、液面検出センサ２０には、発熱素子２０１ａ〜２０１ｄに電圧（電力）を供給するのに利用される配線２０３が接続されている。

シース２０２は、長尺状の管状部材である。シース２０２には、長手方向に並ぶように発熱素子２０１ａ〜２０１ｄが配置されている。より詳細には、シース２０２には、上から順番に、発熱素子２０１ａ、発熱素子２０１ｂ、発熱素子２０１ｃ及び発熱素子２０１ｄが等間隔で配置されている。また、シース２０２の管内には、発熱素子２０１ａ〜２０１ｄに電圧（電力）を供給するのに利用される素線（図示省略）が設けられている。素線は、たとえば貴金属などで構成することができる。

発熱素子２０１ａ〜２０１ｄは、ＰＴＣ素子、ＮＴＣ素子などで構成することができるものである。発熱素子２０１ａ〜２０１ｄは、制御装置５０側から供給される電力により発熱する。発熱素子２０１ａ〜２０１ｄは、自身の有する熱（温度）と、自身の抵抗値との間に一定の関連性がある。たとえば、ＰＴＣ素子である場合には、自身の温度と抵抗値との間には比例関係が成立する。また、ＮＴＣ素子である場合には、自身の温度と抵抗値との間には反比例の関係が成立する。

［コア領域Ｂについて］
図３は、本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１におけるコア領域Ｂの説明図である。なお、図３は、軸中心を通るように放出口部１５１Ｂ１を断面視したものである。図３を参照して、コア領域Ｂなどについて説明する。なお、図３では、出口管１５２については図示を省略している。

図３に示すように、放出口部１５１Ｂ１の放出口Ａから放出された冷媒は、放射状に広がりながら、放出口部１５１Ｂ１の軸方向に進行する。すなわち、放出口Ａを出た冷媒は、放出口部１５１Ｂ１の径方向（ｙ軸方向）に広がりながら、放出口部１５１Ｂ１の軸方向（ｘ軸方向）に進行する。ここで、図３のｘ軸は、放出口部１５１Ｂ１の軸方向に平行であり、ｙ軸は、放出口部１５１Ｂ１の径方向に平行である。

ところで、ｘ軸方向に冷媒が進行するにしたがって、冷媒のｙ軸方向における流速分布が変化する。この流速分布について説明する。なお、ここではｘ軸上の所定の３つの位置における流速分布を一例に挙げて説明する。具体的には、放出口部１５１Ｂ１からｘ軸上で一番近い座標ｘ１の流速分布Ｃ１と、放出口部１５１Ｂ１からｘ軸上で二番目に近い位置ｘ２の流速分布Ｃ２と、放出口部１５１Ｂ１からｘ軸上で一番遠い座標ｘ３の流速分布Ｃ３とについて説明する。
座標ｘ２については、放出口部１５１Ｂ１の内径Ｄの５倍程度である。より詳細には、座標ｘ２は、放出口部１５１Ｂ１の放出口Ａの位置を基準として、ｘ軸上に５Ｄ進んだ位置である。

流速分布Ｃ１は、ｘ軸上（ｙ座標が０）及びその近傍において冷媒流速が大きいことが分かる。そして、流速分布Ｃ１は、ｙ座標が大きくなる、或いは小さくなると急速に冷媒流速が減衰していることも分かる。このように、放出口部１５１Ｂ１からあまり離れていないと、冷媒の流速分布は急峻な山形の分布となっている。このため、座標ｘ１における流速分布Ｃ１は、ガウス分布で近似することができない。

流速分布Ｃ２は、ｘ軸上（ｙ座標が０）及びその近傍において冷媒流速がやや大きいものの、流速分布Ｃ１と比較すると大きくはないことが分かる。そして、流速分布Ｃ２は、ｙ座標が大きくなる、或いは小さくなるとなだらかに冷媒流速が減衰していることも分かる。座標ｘ２冷媒の流速分布は、ガウス分布で近似することができる。すなわち、座標ｘ２よりも放出口部１５１Ｂ１側のｘ１座標では、流速分布がガウス分布に近似できないが、座標ｘ２に至ると冷媒の流速分布がガウス分布で近似できるようになる。

流速分布Ｃ３は、ｘ軸上（ｙ座標が０）及びその近傍においても、冷媒流速がかなり減衰していることが分かる。そして、流速分布Ｃ３は、ｙ座標が大きくなる、或いは小さくなると、流速分布Ｃ２と比較したときにさらになだらかに冷媒流速が減衰していることも分かる。座標ｘ３の冷媒の流速分布も、ガウス分布で近似することができる。

ここで、放出口部１５１Ｂ１の内側面のうちの先端部を点Ｔ１及び点Ｔ２と定義する。ここで、図３は放出口部１５１Ｂ１の断面であるので、点Ｔ１と点Ｔ２とを結ぶ線分は、放出口部１５１Ｂ１の直径に対応する。換言すれば、放出口部１５１Ｂ１をｙ軸に平行な平面で断面視した場合において、点Ｔ１及び点Ｔ２によって形成される中心角が１８０度になる。

点Ｔ１、点Ｔ２及び座標ｘ２で形成される三角形の領域をコア領域Ｂと称する。なお、ここでは断面視しているため三角形の領域となっているが、実際には放出口部１５１Ｂ１は円筒状であるため、コア領域Ｂは円錐状である。コア領域Ｂでは、冷媒の流速分布がガウス分布となっておらず、急峻な山形の分布となっている。したがって、コア領域Ｂ内の冷媒の流速は高い傾向にあるということである。すなわち、コア領域Ｂは、放出口部１５１Ｂ１の中心軸（ｘ軸）上の予め設定された位置（ｘ２）と、放出口部１５１Ｂ１の内側面の先端縁との間に形成され、冷媒の流速が特定流速以上となる円錐状の閉空間を指している。本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１では、このコア領域Ｂ内に液面検出センサ２０を設置していない。

液面検出センサ２０は、たとえば、コア領域Ｂからはずれた位置であるとともに、放出口Ａに対向する位置に設置することができる（図３の点Ｋ１参照）。すなわち、液面検出センサ２０は、ｘ軸上であって座標ｘ１よりも遠い位置に設置することができる。
また、液面検出センサ２０は、たとえば、コア領域Ｂからはずれた位置であって放出口Ａに対向しない位置に設置することもできる（図３の点Ｋ２参照）。
さらに、液面検出センサ２０は、たとえば、コア領域Ｂからはずれた位置であって放出口Ａに対向する位置に設置することもできる（図３の点Ｋ３参照）。

［実施の形態１の効果］
図４は、液溜め１５内に供給された冷媒の流速ごとに液面検出センサ２０の発熱素子２０１ａ〜２０１ｄの温度を説明する図である。次に、本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１の効果について説明する。

図４に示すように、ガス冷媒は速度が上昇してくると液冷媒と同程度の熱伝導率となる。すなわち、点線ａに示す速度のときの液冷媒の熱伝導率と、点線ｂに示す速度のときのガス冷媒の熱伝導率とは概ね等しい。冷凍サイクル装置１の冷媒の循環量が増大すると、それに伴ってガス冷媒の速度も上昇していく。なお、たとえば冷凍サイクル装置１が空気調和装置であれば、室内機が設置された空調対象空間の熱負荷が増大することで、冷媒回路Ｃの冷媒の循環量が増大する。

冷媒の循環量が増大し、容器１５Ａ中のガス冷媒の速度が上昇してくと、液冷媒の熱伝達率と同程度の状態となる。この状態になると、容器１５Ａ中の液相とガス相とで温度差がなくなってしまう、或いは非常に小さくなってしまうことになる。このため、液面検出センサ２０の液面の検出精度の低下の一因となる。

そして、冷媒の循環量がさらに増大し、容器１５Ａ中のガス冷媒の速度がさらに上昇していくと、液冷媒の熱伝達率をガス冷媒の熱伝達率が上回ることになる。この状況は、液冷媒とガス冷媒の上下位置が逆転したようなものとなってしまい、正しく液面を検出できない可能性がある。

図５は、空気、水、ガス冷媒及び液冷媒の速度と熱伝導率との関係の説明図である。なお、図５では、Ａが空気、Ｂが水、Ｃがガス冷媒、Ｄが液冷媒の温度と熱伝達率との関係について示している。空気と水の場合には、空気の流速が増大しても熱伝導率は小さく、水と空気の熱伝導率が等しくなることはない。このため、ガス部（空気）を液部（水）と誤判定することはない。しかし、ガス冷媒と液冷媒の場合には、熱伝導率が等しくなる場合がある。

ガス冷媒と比較すると容器１５Ａ中の液冷媒の速度は一定になりやすい。説明上の便宜のため、ここでは液冷媒の速度が点線ａに該当する値で一定である場合を一例に説明する。

図５に示すように入口管１５１から容器１５Ａに冷媒が流入していない場合（Ｎ１）には、発熱素子２０１ａ及び発熱素子２０１ｂの温度が、発熱素子２０１ｃ及び発熱素子２０１ｄの温度よりも小さくなる。
また、図５に示すように、コア領域Ｂから外した位置に液面検出センサ２０を設置した場合（Ｎ２）においても、ガス冷媒の速度が減衰しているので、発熱素子２０１ａ及び発熱素子２０１ｂの温度が、発熱素子２０１ｃ及び発熱素子２０１ｄの温度よりも小さくなる。ただし、入口管１５１から容器１５Ａに冷媒が流入していない場合（Ｎ１）よりは、両者の温度差は小さくなる。
また、図５に示すようにコア領域Ｂ内に液面検出センサ２０を設置した場合（Ｎ３）においては、ガス冷媒の速度が大きく、発熱素子２０１ａ及び発熱素子２０１ｂの温度と、発熱素子２０１ｃ及び発熱素子２０１ｄの温度との差がなくなっている。この場合には、液面検出センサ２０で液面を検出できないことになる。

本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１は、液面検出センサ２０がコア領域Ｂを外した位置、すなわち容器１５Ａ内の空間のうちのコア領域Ｂ以外の位置に設けられているため、液面の検出精度が低減してしまうことを抑制することができる。

本実施の形態１では、複数の発熱素子２０１ａ〜２０１ｄを有するものとして説明したが、それに限定されるものではない。たとえば、単数であってもよい。単数とした場合には、液面検出センサ２０は、液面が予め設定された高さに至ったかどうかを検出するスイッチとして機能することになる。

液面検出センサ２０は、液溜め１５の容器１５Ａから液冷媒がオーバーフローすることを検知するオーバーフロー検知技術のセンサとしても使用することができ、圧縮機１１への液冷媒の戻りを防止し、圧縮機１１の故障を防ぎ、圧縮機１１の信頼性を高めることができる。

冷凍サイクル装置１は、冷媒回路Ｃを建物などに設置した後の冷媒充填時に、液溜め１５の容器１５Ａの液量を把握できることから、冷媒回路Ｃへの冷媒の過充填を防止することができる。

冷凍サイクル装置１に充填されてある冷媒の漏洩有無も、冷凍サイクル装置１の運転中に把握することができ、冷媒漏洩を早期に検知し、地球温暖化を抑制することができる。すなわち、可燃性冷媒などの冷媒漏洩を早期に検出することができ、たとえば火災などの重大事故の発生を防止することができる。

本実施の形態１では、液溜め１５が冷媒回路Ｃの低圧側に設置された場合を例に説明したが、それに限定されるものではない。たとえば、冷媒回路Ｃの高圧側に設置してもよい。

本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１は、液面検出センサ２０が発熱素子２０１ａ〜２０１ｄを有している場合を一例に説明したが、それに限定されるものではない。すなわち、発熱素子２０１ａ〜２０１ｄは、加熱部とセンサ部とが兼ねられた構成となっている。そこで、液面検出センサ２０は、加熱部とセンサ部とが分かれた態様であってもよい。

［変形例１］
図６は、容器１５Ａを寝かした態様（横型液溜め）の液溜め１５０の概要構成例図である。本実施の形態１では、容器１５Ａの円形面が底面部１５ＡＢとなる縦型液溜めについて説明したが、それに限定されるものではない。たとえば、図６に示すように、円筒状面が底面部１５ＡＢとなる横型の液溜め１５０であっても、本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１と同様の効果を得ることができる。本変形例１では、円形面が側面部１５ＡＳの一部を構成することになる。なお、本変形例１のように容器１５Ａを構成する場合には、円筒状面が底面部１５ＡＢとなるので、容器１５Ａが転がらないように、適宜支持部材（図示省略）などを設置するとよい。

［変形例２〜５］
図７Ａは、本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１の容器１５Ａ及び液面検出センサ２０の変形例２（液溜め１５０Ｂ）である。本変形例２及び後述する変形例３、４では、発熱素子の数が３つである場合を一例に説明する。本実施の形態１では、容器１５Ａの上面部１５ＡＵに開口部１５Ａ１を形成し、その開口部１５Ａ１の形成位置に液面検出センサ２０の上端側を固定する態様であったが、それに限定されるものではない。たとえば、容器１５Ａの底面部１５ＡＢに開口部（図示省略）を形成し、その開口部の形成位置に液面検出センサ２０の下端側を固定する態様であってもよい。本変形例２であっても、本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００と同様の効果を得ることができる。
なお、本変形例２のように底面部１５ＡＢに液面検出センサ２０を設けるための開口部を形成する場合には、たとえば、当該開口部の形成位置にパッキン部材Ｐを設けることもできる。これにより、容器１５Ａ内の液冷媒が流出することを防止することができる。

図７Ｂは、本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１の容器１５Ａ及び液面検出センサ２０の変形例３（液溜め１５０Ｃ）である。たとえば、容器１５Ａの円筒状の側面部１５ＡＳに開口部（図示省略）を形成し、その開口部の形成位置に液面検出センサ２０の端部側を固定する態様であってもよい。本変形例３であっても、本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００と同様の効果を得ることができる。

次に説明する変形例４及び変形例５では、液面検出センサ２０が、シース２０２を複数有し、各シース２０２は、発熱素子２０１ａ〜２０１ｃが設置される高さ位置が異なる態様である。

図７Ｃは、本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１の容器１５Ａ及び液面検出センサ２０の変形例４（液溜め１５０Ｄ）である。たとえば、容器１５Ａの上面部１５ＡＵに複数の開口部（図示省略）を形成し、それぞれの開口部の形成位置に液面検出センサ２０をそれぞれ設ける態様であってもよい。液溜め１５０Ｄは、３つの液面検出センサ２０が設けられている。そして、それぞれの液面検出センサ２０には、一つずつ発熱素子２０１ａ〜２０１ｃが設置されている。一つ目の液面検出センサ２０には、シース２０２の下端側に発熱素子２０１ｃが設けられ、二つ目の液面検出センサ２０には、シース２０２の中間部に発熱素子２０１ｂが設けられ、三つ目の液面検出センサ２０には、シース２０２の上側に発熱素子２０１ａが設けられている。本変形例４であっても、本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１と同様の効果を得ることができる。

図７Ｄは、本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１の容器１５Ａ及び液面検出センサ２０の変形例５（液溜め１５０Ｅ）である。変形例４では、上面部１５ＡＵに複数の開口部を形成し、それぞれの開口部の形成位置に液面検出センサ２０をそれぞれ設ける態様であった。液溜め１５０Ｅでは、容器１５Ａの円筒状の側面部１５ＡＳに複数の開口部を形成し、それぞれの開口部の形成位置に液面検出センサ２０をそれぞれ設けたものである。本変形例５であっても、本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１と同様の効果を得ることができる。

［変形例６］
図８は、容器１５Ａに設けられた入口管１５１の第１配管部１５１Ａを境としたときに、第２配管部１５１Ｂが延出している側とは反対側に液面検出センサ２０Ｃを設置した態様の概要構成例図である。液面検出センサ２０Ａはコア領域Ｂ内に設置されている。液面検出センサ２０Ｂはコア領域Ｂ外に設置されている。液面検出センサ２０Ｂが本実施の形態１に対応している。変形例６は、液面検出センサ２０Ｃに対応する。

本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１では、コア領域Ｂを外すように液面検出センサ２０を設置した態様について説明した。そして、液面検出センサ２０は、入口管１５１の第１配管部１５１Ａを境としたときに、第２配管部１５１Ｂが延出している側に設置されているものであった。

本変形例６では、液面検出センサ２０が、入口管１５１の第１配管部１５１Ａを境としたときに、第２配管部１５１Ｂが延出している側とは反対側に配置されている。このため、液面検出センサ２０は、コア領域Ｂから外れているだけでなく、第２配管部１５１Ｂの放出口Ａとも対向しないように配置されている。本変形例６であっても、本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１と同様の効果を得ることができる。

実施の形態２．
図９は、本実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の有する液面検出センサ２２に遮蔽板２１１を設置した状態の概要構成例図である。図１０Ａは、図９に示す液溜め１５及び液面検出センサ２０を上面部１５ＡＵ側から見た図である。本実施の形態２では、実施の形態１と共通する構成については同一符号を付し、相違点について中心に説明するものとする。本実施の形態２では、液面検出センサ２０が、放出口部１５１Ｂ１から放出される冷媒が直に液面検出センサ２０に衝突することを抑制することができる遮蔽板２１１を有する点で実施の形態１と相違する。本実施の形態２で説明する遮蔽板２１１は、遮蔽部に対応する。

液面検出センサ２２は、シース２０２の対向位置に配置された遮蔽板２１１を有している。遮蔽板２１１は、シース２０２の長手方向と同じ方向に延びるように形成された平板状部材である。また、遮蔽板２１１は、水平方向に平行な幅が、たとえば液面検出センサ２２のシース２０２よりも広くなるように構成されている。遮蔽板２１１は、上端側が容器１５Ａの上面部１５ＡＵに取り付けられて固定されている。遮蔽板２１１は、放出口部１５１Ｂ１の放出口Ａの面と平行に配置されているものである。

液溜め２５の容器１５Ａの上面部１５ＡＵには、遮蔽板２１１の上端が接続されている。これにより、遮蔽板２１１は、放出口部１５１Ｂ１から放出される冷媒が衝突しても、飛ばされることが防止されている。

［実施の形態２の効果］
本実施の形態２は、実施の形態１で説明した効果に加えて次の効果を有する。
本実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の液面検出センサ２２は、シース２０２及び発熱素子２０１ａ〜２０１ｄの対向位置に遮蔽板２１１が設けられている。このため、放出口部１５１Ｂ１の放出口Ａと液面検出センサ２２との距離が、放出口部１５１Ｂ１の内径Ｄの５倍程度よりも小さくても、液面検出センサ２２に直に冷媒が吹き付けられることを抑制することができる。すなわち、放出口部１５１Ｂ１から放出された冷媒は、遮蔽板２１１の壁面に沿って流れる（図１０Ａの矢印Ｆ参照）。このため、液面検出センサ２２の検出精度が低下することを抑制することができる。

本実施の形態２では、遮蔽板２１１を上面部１５ＡＵに取り付けた場合について説明したが、それに限定されるものではなく、たとえば側面部１５ＡＳに取り付けてもよいし、底面部１５ＡＢに取り付けてもよい。

［変形例１］
図１０Ｂは、本実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の液面検出センサ２２の遮蔽板２１１の変形例１である。図１０Ｂに示すように、変形例１に係る液面検出センサ２２Ｂの遮蔽板２１１Ｂは、第２配管部１５１Ｂが延びる方向に直交する方向に対して角度が形成されるように、斜めに配置されている。具体的には、遮蔽板２１１Ｂは、第２配管部１５１Ｂが延びる方向とのなす角度が直角にならないように配置されている。ここで、放出口部１５１Ｂ１側からみたときにおいて、遮蔽板２１１Ｂは、左端側部分のほうが、右側端部分よりも放出口部１５１Ｂ１側に寄るように配置されている。この遮蔽板２１１Ｂが液溜め２５に設けられていることにより、放出口部１５１Ｂ１から放出された冷媒が、遮蔽板２１１Ｂに沿って滑らかに流れる。このため、容器１５Ａ内に放出された冷媒によって、液溜め２５の容器１５Ａ内に貯留された液冷媒の液面が揺れてしまうことを抑制することができる。

［変形例２］
図１０Ｃは、本実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の液面検出センサ２２の遮蔽板２１１の変形例２である。図１０Ｃに示すように、変形例２に係る液面検出センサ２２Ｃの遮蔽板２１１Ｃは、水平断面視したときに、Ｌ字状をしているものである。すなわち、遮蔽板２１１Ｃは、第１平面部２１１Ｃ１と、第１平面部２１１Ｃ１の端部に接続された第２平面部２１１Ｃ２と、第１平面部２１１Ｃ１と第２平面部２１１Ｃ２との連結部分に形成された接続部２１１Ｃ３とを有しているものである。

第１平面部２１１Ｃ１は、放出口部１５１Ｂ１側からみたときにおいて、左端部分のほうが、右端部分よりも放出口部１５１Ｂ１側に寄るように配置されている。第２平面部２１１Ｃ２は、放出口部１５１Ｂ１側からみたときにおいて、右端部分のほうが、左端部分よりも放出口部１５１Ｂ１側に寄るように配置されている。接続部２１１Ｃ３は、放出口Ａからの距離が最短距離となるように配置されている。すなわち、接続部２１１Ｃ３は、放出口Ａの正面に対向するように配置されている。

この遮蔽板２１１Ｃが液溜め２５に設けられていることにより、放出口部１５１Ｂ１から放出された冷媒は、接続部２１１Ｃ３に衝突した後に第１平面部２１１Ｃ１及び第２平面部２１１Ｃ２に沿って滑らかに流れる。すなわち、接続部２１１Ｃ３の作用により、冷媒は滑らかに二方向に分かれ、その後、第１平面部２１１Ｃ１及び第２平面部２１１Ｃ２に沿って流れることになる。したがって、容器１５Ａ内に放出された冷媒によって、液溜め２５の容器１５Ａ内に貯留された液冷媒の液面が揺れてしまうことを抑制することができる。

実施の形態３．
図１１は、本発明の実施の形態３に係る冷凍サイクル装置の有する液面検出センサ２３の概要構成例図である。図１２は、図１１に示す液面検出センサ２３が取り付けられた液溜め３５の概要構成例図である。本実施の形態３では、実施の形態１、２と共通する構成については同一符号を付し、相違点について中心に説明するものとする。本実施の形態３では、液面検出センサ２３が、筒状の遮蔽筒２１２を有している点で実施の形態１、２と相違する。本実施の形態３で説明する遮蔽筒２１２は、遮蔽部に対応する。

遮蔽筒２１２は、シース２０２の周囲を取り囲むように設けられているものである。遮蔽筒２１２の上端は、容器１５Ａの上面部１５ＡＵに接続されて固定されている。また、遮蔽筒２１２は、少なくともその一端が開放されている。すなわち、遮蔽筒２１２は、下端側が開放されている。なお、遮蔽筒２１２の下端が開放されていることにより、遮蔽筒２１２の内外で、液面の高さ位置が同じになっている。また、遮蔽筒２１２は、内側面にシース２０２及び発熱素子２０１ａ〜２０１ｄを収容することができるように空洞状になっているものである。

［実施の形態３の効果］
本実施の形態３は、実施の形態１で説明した効果に加えて次の効果を有する。
本実施の形態３に係る冷凍サイクル装置の液面検出センサ２３は、シース２０２及び発熱素子２０１ａ〜２０１ｄを収容するように配置された遮蔽筒２１２を有する。このため、遮蔽筒２１２に衝突した冷媒が、回り込み、シース２０２及び発熱素子２０１ａ〜２０１ｄに衝突してしまうことを抑制することができる。これにより、より確実に液面検出センサ２３の検出精度が低下することを抑制することができる。

なお、本実施の形態３では、遮蔽筒２１２の下端が開放されているものとして説明したが、それに限定されるものではない。たとえば、遮蔽筒２１２の空洞内に冷媒を流入させるのに利用される穴が遮蔽筒２１２の下側に形成されている態様であってもよい。

本実施の形態３では、遮蔽筒２１２を上面部１５ＡＵに取り付けた場合について説明したが、それに限定されるものではなく、たとえば側面部１５ＡＳに取り付けてもよいし、底面部１５ＡＢに取り付けてもよい。

本実施の形態３では、遮蔽筒２１２とシース２０２とが分離した態様である場合を例に説明したが、それに限定されるものではない。たとえば、遮蔽筒２１２とシース２０２とを固定する固定部材などを別途設けてもよい。この場合には、遮蔽筒２１２は上面部１５ＡＵに固定する必要がない。また、遮蔽筒２１２の熱がシース２０２側に伝達されないように、この固定部材は樹脂などで構成するとよい。

なお、本実施の形態３では、水平断面視形状が、円筒状の遮蔽筒２１２について一例に説明したが、それに限定されるものではない。たとえば、遮蔽筒２１２は、水平断面視形状が、多角形のものであってもよい。

実施の形態４．
図１３は、本発明の実施の形態４に係る冷凍サイクル装置の有する液面検出センサ２４の概要構成例図である。図１４は、図１３に示す液面検出センサ２４の水平断面視図である。本実施の形態４では、実施の形態１〜３と共通する構成については同一符号を付し、相違点について中心に説明するものとする。本実施の形態４では、液面検出センサ２４が、複数のフィン２１３を有している点で実施の形態１〜３と相違する。本実施の形態４で説明する複数のフィン２１３は、遮蔽部に対応する。

複数のフィン２１３は、シース２０２を中心とし、シース２０２を囲むように放射状に配置されているものである。複数のフィン２１３の上端は、容器１５Ａの上面部１５ＡＵに接続されて固定されている。フィン２１３は、たとえば、シース２０２の延びる方向に平行な長方形状部材で構成することができる。本実施の形態４では、フィン２１３が８つ設けられている場合を一例に示しているが、単数でなければ、同様な効果を得ることができる。

フィン２１３は、たとえば、熱伝導しにくい材質のもので構成するとよい。すなわち、フィン２１３は、金属で構成してもよいが、それよりも熱伝導がしにくい樹脂、ガラスなどで構成するとよい。これにより、フィン２１３側の熱がシース２０２及び発熱素子２０１ａ〜２０１ｄ側に伝達されてしまうことを抑制することができ、液面検出センサ２４の液面の検出精度が低下してしまうことを抑制することができる。

フィン２１３は、シース２０２に接触しないようにシース２０２から離した位置に設けられているとよい。これにより、フィン２１３側の熱がシース２０２及び発熱素子２０１ａ〜２０１ｄ側に伝達されてしまうことを抑制することができ、液面検出センサ２４の液面の検出精度が低下してしまうことを抑制することができる。

［実施の形態４の効果］
本実施の形態４は、実施の形態１で説明した効果に加えて次の効果を有する。
本実施の形態４に係る冷凍サイクル装置の液面検出センサ２４は、シース２０２及び発熱素子２０１ａ〜２０１ｄを囲むように放射状に配置された複数のフィン２１３を有するものである。このため、放出口部１５１Ｂ１から容器１５Ａ内に放出された冷媒が、直にシース２０２及び発熱素子２０１ａ〜２０１ｄに衝突することを抑制することができる。具体的には次の通りである。

図１５は、図１３及び図１４に示すフィン２１３における流速分布ＣＣについて模式的に示した図である。図１５に示すようにフィン２１３に近い位置ほど、流速が小さくなっていることを示している。すなわち、フィン２１３に近い位置の冷媒は、フィン２１３の壁面の作用により、減速する。
複数のフィン２１３の外側では、フィン２１３同士の間隔が広がっているため、フィン２１３の間を冷媒が通りやすい。しかし、複数のフィン２１３の内側（シース２０２側）では、フィン２１３同士の間隔が徐々に狭くなっている。このため、フィン２１３の壁面に冷媒が沿いやすくなり、冷媒がより減速しやすくなっている。このように、放出口部１５１Ｂ１から容器１５Ａ内に放出された冷媒は、フィン２１３の作用により、直にシース２０２及び発熱素子２０１ａ〜２０１ｄに衝突することが抑制される。

本実施の形態４では、複数のフィン２１３を上面部１５ＡＵに取り付けた場合について説明したが、それに限定されるものではなく、たとえば側面部１５ＡＳに取り付けてもよいし、底面部１５ＡＢに取り付けてもよい。

本実施の形態４では、フィン２１３とシース２０２とが分離した態様である場合を例に説明したが、それに限定されるものではない。たとえば、フィン２１３とシース２０２とを固定する固定部材などを別途設けてもよい。この場合には、フィン２１３は上面部１５ＡＵに固定する必要がない。また、フィン２１３の熱がシース２０２側に伝達されないように、この固定部材は樹脂などで構成するとよい。

実施の形態５．
図１６は、本実施の形態６に係る冷凍サイクル装置の液溜め５５などの概要構成例図である。図１７は、第１配管部１５１Ａの容器１５Ａの側面部１５ＡＳとのなす角度についての説明図である。本実施の形態５では、実施の形態１〜４と共通する構成については同一符号を付し、相違点について中心に説明するものとする。本実施の形態５では、液面検出センサ２０の設置位置が容器１５Ａの中心部である。また、入口管１５１は、放出口部１５１Ｂ１から容器１５Ａ内に放出される冷媒が、容器１５Ａの円筒状の側面部１５ＡＳに沿うように配置されている点で実施の形態１〜４と相違する。

液面検出センサ２０は、容器１５Ａの中心部に配置されている。なお、容器１５Ａの中心部に完全に一致している必要はなく、多少ずれていてもよい。
入口管１５１は、第２配管部１５１Ｂの延びる方向と、容器１５Ａの側面部１５ＡＳの曲面とのなす角度が小さくなるように、容器１５Ａに設けられている。具体的には、入口管１５１は、図１７に示すように、第２配管部１５１Ｂの中心軸Ｖ１と、この中心軸Ｖ１と側面部１５ＡＳとの交点における側面部１５ＡＳの接線Ｖ２とのなす角度Ｖ３が、小さくなるように容器１５Ａに設けられている。換言すると、第２配管部１５１Ｂの中心軸Ｖ１と、中心軸Ｖ１と容器１５Ａとの交点位置における容器１５Ａの接線Ｖ２とのなす角度Ｖ３が鋭角になるように配置されているということである。角度Ｖ３については、たとえば、４５度よりも小さくなるようにすると、より容器１５Ａの内側面に沿いやすく、より滑らかな旋回流を容器１５Ａに形成することができ、容器１５Ａの中心部の冷媒流速を低減することができる。

［実施の形態５の効果］
本実施の形態５は、実施の形態１で説明した効果に加えて次の効果を有する。
本実施の形態５に係る冷凍サイクル装置では、入口管１５１が、放出口部１５１Ｂ１の前方から外すように配置されている。そして、入口管１５１は、第２配管部１５１Ｂの延びる方向と、容器１５Ａの側面部１５ＡＳの曲面とのなす角度が小さくなるように、容器１５Ａに設けられている。さらに、液面検出センサ２０は、容器１５Ａの中央部に配置されている。

図１８は、図１６に示す容器１５Ａを上面側から見たときにおける流速分布について模式的に示した図である。図１８から、側面部１５ＡＳに近い側の方が、容器１５Ａの中央部よりも冷媒速度が大きいことが分かる。すなわち、放出口部１５１Ｂ１から容器１５Ａ内に放出された冷媒は、側面部１５ＡＳに沿って旋回するため、側面部１５ＡＳに速度の高い冷媒が分布しやすくなっている。なお、側面部１５ＡＳに沿って旋回した冷媒は、ガス冷媒と液冷媒に遠心分離される。液面検出センサ２０は、速度の遅い冷媒が分布する容器１５Ａの中央部に配置されているので、検出精度が低下してしまうことが抑制される。

［変形例］
図１９は、実施の形態５の変形例である。本実施の形態５では、容器１５Ａ内に液面検出センサ２０を配置した態様であったが、それに限定されるものではない。たとえば、図１９に示すように、液面検出センサ２６を容器１５Ａの外側面に設けてもよい。液面検出センサ２６は、容器１５Ａの中心Ｏ及び第１配管部１５１Ａと同一直線状に位置するように配置されている。また、第１配管部１５１Ａの中心軸Ｖ１と側面部１５ＡＳとの交点をＯ１としたとき、Ｏ１の位置を除いた位置に液面検出センサ２６が設けられている。Ｏ１に示す位置は、入口管１５１を出たばかりの冷たい冷媒が衝突する部分であるため、温度が低下しやすい。そこで、本変形例では、Ｏ１に示す位置を外して液面検出センサ２６を設置することにより、液面検出センサ２６の検出精度が低減することを抑制している。

１ 冷凍サイクル装置、１１ 圧縮機、１２ 凝縮器、１２Ａ 送風機、１３ 絞り装置、１４ 蒸発器、１４Ａ 送風機、１５ 液溜め、１５Ａ 容器、１５Ａ１ 開口部、１５ＡＢ 底面部、１５ＡＳ 側面部、１５ＡＵ 上面部、２０ 液面検出センサ、２０Ａ 液面検出センサ、２０Ｂ 液面検出センサ、２０Ｃ 液面検出センサ、２２ 液面検出センサ、２２Ｂ 液面検出センサ、２２Ｃ 液面検出センサ、２３ 液面検出センサ、２４ 液面検出センサ、２５ 液溜め、２６ 液面検出センサ、３５ 液溜め、５０ 制御装置、５５ 液溜め、１００ 冷凍サイクル装置、１５０ 液溜め、１５０Ｂ 液溜め、１５０Ｃ 液溜め、１５０Ｄ 液溜め、１５０Ｅ 液溜め、１５１ 入口管、１５１Ａ 第１配管部、１５１Ｂ 第２配管部、１５１Ｂ１ 放出口部、１５２ 出口管、１５２Ａ 第１配管部、１５２Ｂ 第２配管部、１５２Ｃ 第３配管部、２０１ａ 発熱素子、２０１ｂ 発熱素子、２０１ｃ 発熱素子、２０１ｄ 発熱素子、２０２ シース、２０３ 配線、２１１ 遮蔽板、２１１Ｂ 遮蔽板、２１１Ｃ 遮蔽板、２１１Ｃ１ 第１平面部、２１１Ｃ２ 第２平面部、２１１Ｃ３ 接続部、２１２ 遮蔽筒、２１３ フィン、Ａ 放出口、Ｂ コア領域、Ｃ 冷媒回路、Ｃ１ 流速分布、Ｃ２ 流速分布、Ｃ３ 流速分布、ＣＣ 流速分布、Ｄ 内径、Ｆ 矢印、Ｇ ガス冷媒、Ｌ 液冷媒、Ｏ 中心、Ｐ パッキン部材、Ｖ１ 中心軸、Ｖ２ 接線、Ｖ３ 角度。

Claims (20)

1. 圧縮機、凝縮器、絞り装置、蒸発器及び液溜めを有し、これらが冷媒配管で接続された冷媒回路を有する冷凍サイクル装置において、
   発熱部及び前記発熱部と対をなす検出部を有し、前記液溜め内に設けられ、前記検出部で前記発熱部の状態を検出して前記液溜めに貯留される冷媒の液面を検出する液面検出センサを備え、
   前記液溜めは、
   冷媒を貯留する容器と、
   前記冷媒回路に接続され、前記容器外の冷媒を前記容器内に流入させる入口管とを有し、
   前記容器内には、
   前記入口管から放出された冷媒が直に前記液面検出センサにあたらないようにする遮蔽部が設けられている
   冷凍サイクル装置。
2. 前記遮蔽部は、
   前記入口管の冷媒の放出口と前記液面検出センサとの間に設けられ、平板状の遮蔽板で構成されている
   請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
3. 前記遮蔽部は、
   一方の側端部が他方の側端部よりも前記入口管の冷媒の放出口に近くなるように配置されている
   請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
4. 前記遮蔽部は、
   一方の側端部が他方の側端部よりも前記入口管の冷媒の放出口に近くなるように配置された第１平面部と、
   他方の側端部が一方の側端部よりも前記入口管の冷媒の放出口に近くなるように配置され、前記他方の側端部が前記第１平面部の前記一方の側端部に接続されている第２平面部とを有する
   請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
5. 前記遮蔽部は、
   前記第１平面部と前記第２平面部との接続位置に形成された接続部をさらに有し、
   前記接続部は、
   前記入口管の冷媒の放出口からの距離が最短距離となるように配置されている
   請求項４に記載の冷凍サイクル装置。
6. 前記遮蔽部は、
   前記液面検出センサを中心として放射状に配置された複数のフィンで構成されている
   請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
7. 前記遮蔽部は、
   前記液面検出センサを収容する遮蔽筒で構成され、
   その一端が開放されている
   請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
8. 冷凍サイクル装置の液溜めに設けられる液面検出センサにおいて、
   長尺状のシースと、
   前記シースに設けられた発熱部及び前記発熱部と対をなす温度検出部と、
   前記シースとは予め設定された間隔を隔てて設けられ、前記シースの長手方向に延びるように形成された遮蔽部とを備えた
   液面検出センサ。
9. 前記遮蔽部は、
   平板状の遮蔽板で構成されている
   請求項８に記載の液面検出センサ。
10. 前記遮蔽部は、
    前記シースを中心として放射状に配置された複数のフィンで構成されている
    請求項８に記載の液面検出センサ。
11. 前記遮蔽部は、
    前記シースを収容する遮蔽筒で構成されている
    請求項８に記載の液面検出センサ。
12. 圧縮機、凝縮器、絞り装置、蒸発器及び液溜めを有し、これらが冷媒配管で接続された冷媒回路を有する冷凍サイクル装置において、
    発熱部及び前記発熱部と対をなす検出部を有し、前記液溜め内に設けられ、前記検出部で前記発熱部の状態を検出して前記液溜めに貯留される冷媒の液面を検出する液面検出センサを備え、
    前記液溜めは、
    冷媒を貯留する円筒状の容器と、
    前記容器への冷媒の流入側に形成された放出口部を有し、前記冷媒回路に接続され、前記容器外の冷媒を前記容器内に流入させる入口管とを備え、
    前記放出口部は、
    その中心軸と、前記中心軸と前記容器との交点位置における前記容器の接線とのなす角度が鋭角になるように配置され、
    前記液面検出センサは、
    前記入口管の冷媒の放出口の前方から外した位置に設けられている
    冷凍サイクル装置。
13. 前記液面検出センサは、
    前記容器の外側面のうち、前記放出口部の軸と前記容器との交点位置を除いた位置に配置されている
    請求項１２に記載の冷凍サイクル装置。
14. 圧縮機、凝縮器、絞り装置、蒸発器及び液溜めを有し、これらが冷媒配管で接続された冷媒回路を有する冷凍サイクル装置において、
    発熱部及び前記発熱部と対をなす温度検出部を有し、前記液溜め内に設けられ、前記液溜めに貯留される冷媒の液面を前記発熱部の温度に基づいて検出する液面検出センサを備え、
    前記液溜めは、
    冷媒を貯留する容器と、
    前記容器への冷媒の流入側に形成された放出口部を有し、前記冷媒回路に接続され、前記容器外の冷媒を前記容器内に流入させる入口管とを備え、
    前記容器には、
    前記放出口部の中心軸上の予め設定された位置と、前記放出口部の内側面の先端縁との間に形成され、冷媒の流速が特定流速以上となる円錐状の閉空間をコア領域と定義したとき、
    前記コア領域を除いた位置に前記液面検出センサが設けられている
    冷凍サイクル装置。
15. 前記放出口部の軸上の予め設定された位置は、
    前記入口管の冷媒の放出口から前記放出口部の内径の５倍程度に設定されている
    請求項１４に記載の冷凍サイクル装置。
16. 前記液面検出センサは、
    前記発熱部及び前記温度検出部を複数有し、前記液溜めに貯留される冷媒の液面を前記発熱部の温度に基づいて検出し、
    前記発熱部及び前記温度検出部が設けられた長尺状のシースを有する
    請求項１〜７、１２〜１５のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
17. 前記シースを複数有し、
    各シースは、
    前記発熱部が設置される高さ位置が異なる
    請求項１６に記載の冷凍サイクル装置。
18. 前記液面検出センサは、
    前記発熱部及び前記温度検出部が同体である
    請求項１６又は１７に記載の冷凍サイクル装置。
19. 前記液面検出センサは、
    前記容器の中央部に設けられている
    請求項１２に記載の冷凍サイクル装置。
20. 前記遮蔽筒は、
    その一部が開放されている
    請求項１１に記載の冷凍サイクル装置。

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