JPH08159676A - 空調用室内ユニットの液面調節器およびそれを用いた空調システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 液面調節器５２は、冷媒の相変化による自然
循環作用を用いた空調システムにおける室内ユニットに
供給される冷媒液の圧力ヘッドを調節するもので、液面
調節器５２は凝縮器と室内ユニットとを接続する冷媒液
管の途中に設置されており、内部に冷媒液９を収容する
容器６２とフロート７２と、フロート７２に連結されて
動作する弁８４とを有しており、フロート７２の冷媒液
９の液位より下方に位置する部分には、冷媒液９の液位
に対する上下振動を抑制する水掻き部７３が形成されて
おり、弁８４はフロート７２の上下動と連動して、容器
６２内の冷媒液９の液位が所定範囲を越える場合には閉
塞しており、冷媒液９の液位が所定範囲以下になると弁
８４の開度が調節される空調用室内ユニットの液面調節
器。およびこれを用いた空調システム。 【効果】 簡易な構成で、フロートの過剰な上下運動を
抑制し、確実な液面調節を可能とする。この液面調節器
を用いた空調システムは良好な空調特性が維持できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、建造物内の複数の室の
冷房や除湿等を行う空調システムに関し、冷媒の相変化
を利用した重力式の自然循環型空調システムに使用する
液面調節器およびそれを使用した空調システムに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】建造物内に設けられた各室の空調機構に
は、各室毎に独立した空調機構を設置する方式と、１個
または少数の室外機を設置し、そのそれぞれが複数の室
の空調を司る方式とがある。前者は各室毎に全く別個に
冷房、暖房、除湿等の空調運転をできる利点があるもの
の、当然のことながら空調機構が設置される室の数だけ
必要になるため不経済である。一方後者の方式は、室外
機を例えば地下や屋上等に設置し、熱を運搬する媒体と
しての水やフロン等の冷媒液を各室毎に設けた室内ユニ
ットに運搬し、そこで前記冷媒と室内空気との熱交換を
行う方式であり、各室毎に別個に空調機構を設置する必
要がないという利点がある。例えばヒートポンプ等の室
外機で冷媒液を加熱し、その温液を前記ユニットに運搬
する方式であり、冷媒液と外気との熱交換を１個の室外
機で行うことも可能である。この場合、冷媒液は各室内
ユニットを経て再び室外機に戻るように循環させるよう
にする。

【０００３】後者の方式において、冷媒液を例えばポン
プ等の外部動力により強制循環させてもよいが、このよ
うな外部動力を用いると当然その電力消費やメンテナン
ス等の必要のため、運転コストが高くなってしまう。ま
たポンプ等の騒音の問題も生ずる。そこで近年、重力を
利用した自然循環作用を利用した空調システムが注目さ
れ、実用化している。

【０００４】自然循環作用を利用した冷房運転用の空調
システムは概ね以下に示す構造になっている。通常、凝
縮器等を建造物の屋上等に設置し、その凝縮器と各室内
に設けた室内ユニットとを冷媒液管および冷媒蒸気管と
で接続した構造にする。室内ユニットは蒸発器になって
おり、流入した冷媒液が気化され、その蒸気が冷媒蒸気
管を通り凝縮器に戻り、その冷媒蒸気が凝縮器に至り再
び液化され、その冷媒液が、重力によって冷媒液管中を
下降する。このような自然循環式空調システムでは、外
部動力によらずとも循環を繰り返させることができる。
ここで凝縮器を建造物の屋上等に設置したのは、凝縮器
で液化された冷媒液が重力によって冷媒液管を下降し、
各室内ユニットに流入させるためである。なお別途、建
造物の最下階や地下等に蒸発器を設置すれば、前記室内
ユニット、冷媒液管および冷媒蒸気管を利用して暖房運
転することもできる。

【０００５】上述の自然循環式空調システムでは、各室
内ユニットに流入されるべき冷媒液は、重力による冷媒
液の圧力ヘッド（冷媒液の水頭圧）によって各室内ユニ
ットに流入する。しかし各階毎に室内ユニットの高さが
異なり、また配管等の長さが異なるため前記圧力ヘッド
が異なり、各室内ユニットの伝熱コイル（熱交換器）に
て交換される熱量の差が大きくなってしまう。また室内
ユニットによっては過剰な量の冷媒液が伝熱コイルに供
給されることもあり、こうなると気化されなかった冷媒
液が液相状態のままで冷媒蒸気管に混入し、良好な自然
循環が阻害されることもある。

【０００６】そこで本件出願人は既に自然循環式空調シ
ステムに関し、各室内ユニットに流入する冷媒液の圧力
ヘッドを適度に調節するための液面調節器と、これを用
いた空調システムの発明を出願（特願平５−１７２６２
４号、特願平６−９６３４６号）している。これらは凝
縮器と室内ユニットとを接続する冷媒液管の途中に液面
調節器を設置し、各室内ユニットに流入する冷媒液の圧
力ヘッドを適度に調節することを可能にしたものであ
る。この液面調節器は、内部に冷媒液を収容する容器
と、容器内の冷媒液に浮かぶフロートとを有し、前記容
器に流入する冷媒流路に弁を設け、前記フロートの上下
動によって前記弁を開閉、若しくは弁の開度を調節し
て、容器内の冷媒液の液位を調節するものである。そし
て液位が調節されることで室内ユニットに供給される冷
媒液の圧力ヘッドが適度に調節される、というものであ
る。

【０００７】上述の方式は、室内ユニットの伝熱コイル
内の冷媒液の液位を検知するセンサーや、そのセンサー
の検知に基づいて冷媒液の供給量を制御する機構等の外
部動力を要せずに、簡易な構成で確実な液面調節が可能
であり、外部動力を必要とせず建造物等の各階の高低さ
や配管の長さの相違等による空調特性の差異を少なくで
きるものである。また室内ユニットの伝熱コイル内の冷
媒液の液位を検知する必要がない。従って一部沸騰して
いる場合が多い伝熱コイル内の冷媒液の液位がセンサー
等によって検知されることによる不正確さの問題もな
い。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで前記液面調節
器は、内部に冷媒液を収容する容器と、容器内の冷媒液
に浮かぶフロートとを有しているのであるが、容器内の
冷媒液の液位が急激に変化したり、頻繁に液位が変動し
たりすると、前記フロートが冷媒液の液位に対して上下
振動してしまうことがある。これはフロートの慣性によ
るものである。この上下振動はある程度は不可避的であ
るが、配管や容器等に悪影響を与える可能性や騒音の発
生の原因にもなり、その振動の抑制が求められていた。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上述の問題に鑑
み提案されたものである。その目的は、各室内ユニット
に流入する冷媒液の圧力ヘッドを適度に調節するための
液面調節器に関し、容器内の冷媒液に浮かぶフロート
の、冷媒液の液位に対する過剰な上下振動を抑制し、安
定した圧力ヘッドの調節を可能とすることにある。また
この液面調節器を用いた空調システムを提案する。

【００１０】即ち、請求項１記載の発明は、冷媒の相変
化による自然循環作用を用いた空調システムにおける室
内ユニットに供給される冷媒液の圧力ヘッドを調節する
液面調節器であって、前記液面調節器は、凝縮器と前記
室内ユニットとを接続する冷媒液管の途中に設置され、
前記液面調節器は、内部に冷媒液を収容する容器と、前
記容器内に収容された冷媒液に浮かぶフロートと、前記
フロートに連結されてこのフロートの上下動と連動して
移動する弁棒と、前記容器内に流入する冷媒液の流路に
設けられた弁とを有し、前記容器内の冷媒液の液位の変
動によって前記フロートの表面に掛かる抵抗力Ｒが、フ
ロートと液位の相対速度ｖに対し、Ｒ≧２．５×ｖとな
るように設定され、前記弁は、前記フロートの上下動と
連動して、前記容器内の冷媒液の液位が所定範囲を越え
る場合には閉塞しており、前記容器内の冷媒液の液位が
所定範囲以下になると前記弁の開度が調節されることを
特徴とする、空調用室内ユニットの液面調節器である。

【００１１】また、請求項２記載の発明は、冷媒の相変
化による自然循環作用を用いた空調システムにおける室
内ユニットに供給される冷媒液の圧力ヘッドを調節する
液面調節器であって、前記液面調節器は、凝縮器と前記
室内ユニットとを接続する冷媒液管の途中に設置され、
前記液面調節器は、内部に冷媒液を収容する容器と、前
記容器内に収容された冷媒液に浮かぶフロートと、前記
フロートに連結されてこのフロートの上下動と連動して
移動する弁棒と、前記容器内に流入する冷媒液の流路に
設けられた弁とを有し、前記フロートの前記冷媒液の液
位より下方に位置する部分には、前記冷媒液の液位に対
する上下振動を抑制する水掻きが形成または取り付けら
れ、前記弁は、前記フロートの上下動と連動して、前記
容器内の冷媒液の液位が所定範囲を越える場合には閉塞
しており、前記容器内の冷媒液の液位が所定範囲以下に
なると前記弁の開度が調節されることを特徴とする、空
調用室内ユニットの液面調節器である。

【００１２】請求項３記載の発明は、上記請求項２記載
の発明におけるフロートに換え、前記フロートの前記冷
媒液の液位より下方に位置する部分には下方に開口した
シリンダ空間が形成され、少なくとも前記冷媒液の液位
が所定範囲以下である場合には当該フロートの上下動と
連動しないピストン棒が前記シリンダ空間に挿入される
ことで前記冷媒液の液位に対する前記フロートの上下振
動が抑制されたフロートを用いた空調用室内ユニットの
液面調節器である。

【００１３】また、請求項１乃至３のいずれかに記載の
空調用室内ユニットの液面調節器を、冷媒の相変化によ
る自然循環作用を用いた空調システムにおける室内ユニ
ットと凝縮器とを接続する冷媒液管の途中に設置したこ
とを特徴とする、空調用室内ユニットの液面調節器を用
いた空調システムを提案する。

【００１４】

【作用】本発明の構成において、図１に示すように液面
調節器５ａ、５ｂ・・・を凝縮器１３と伝熱コイル４１
（熱交換器）の途中に設置するのは、伝熱コイル４１に
流入する冷媒液の圧力ヘッドを調整するためである。な
お図１では室内ユニット４ａ、４ｂ・・・はビル等の建
造物の各階に対応している。この液面調節器５ａ、５ｂ
・・・は内部に冷媒液を収容する容器を有しており、こ
の容器内に冷媒液管２１から冷媒液が流入する。そして
冷媒液管２２から室内ユニット４ａ、４ｂ・・・の伝熱
コイル４１に冷媒液が供給される。この供給される冷媒
液の圧力ヘッドは、前記容器内の冷媒液の液位による重
力作用によって生ずる。そして伝熱コイル４１へ流出す
る冷媒液の圧力ヘッドは前記液位によって規定される。
従って前記容器内の冷媒液の液位を調節することで、伝
熱コイル４１に流入する冷媒液の圧力ヘッドを調節する
ことができる。

【００１５】請求項１記載の液面調節器について図２に
示す液面調節器５１を例に説明する。液面調節器５１は
冷媒液９を収容する容器６１を有し、その中の冷媒液９
の液位が上下動すると、それに連れてフロート７１が上
下動する。液位が所定範囲以下である場合には、フロー
ト７１に連結された弁棒８１が駆動されることで弁体８
３が弁座８２から離され、弁８４が開放状態に保たれ
る。一方液位が所定範囲を越える場合には弁８４が閉塞
状態に保たれるようになっている。また、弁８４は開閉
動作だけではなく、冷媒液管２２から流出する冷媒液９
の流量と、冷媒液管２１から流入する流量とを平衡させ
てフロート７１を適度な高さに維持し、弁８４の開度を
ほぼ一定状態に維持する制御も可能である。

【００１６】上記のように液面調節器５１はフロート７
１の上下動やその高さの維持によって、弁８４の開閉動
作やその開度の調節を行うものである。ところでフロー
ト７１は、液位が静止している状態では液位に対し平衡
しているが、液位が急激に上昇、若しくは下降すると、
フロート７１の慣性のためフロート７１は平衡点から大
きくずれてしまう。フロート７１は液位に対し再び平衡
点に戻ろうとするので、この結果フロート７１が上下振
動してしまう。液位の変動に順応した弁８４の開閉動作
を実現するためには、フロート７１が冷媒液の液位に対
し上下振動が抑制されている方が望ましい。

【００１７】ところで、例えば受水槽等中の水に浮かん
だフロートの振動防止（抑制）等、一般に液体に浮かぶ
フロートの振動防止手段として、フロートにバネ等を取
り付けたり、液体槽の弁の開閉タイミングを遅らせる方
法、或いは液体とフロートの比重を極めて近づける方法
等が提案されている（例えば実開昭５８−２８１８０、
実開昭５９−７００５６、実開昭６０−１４３１５１、
実開昭６１−１６８４０６、実開昭６３−１５４９８
９、実開平３−１１３１３６等）。しかしこれらの方法
を、本発明の対象である空調用室内ユニットの液面調節
器に応用しようとすると、構造が複雑であるため、部品
数や組み立て工程が増大したり、液面調節器の容器の気
密性や耐圧性等を確保するためコスト高になったり、大
型化する等の問題がある。また液体とフロートの比重を
極めて近づける方法は、空調用室内ユニットの液面調節
器の場合、液体が温度変化等によってその密度等が変動
するので望ましくない。

【００１８】そこで本発明では、容器６１内の冷媒液９
の液位の変動によるフロート７１の表面に掛かる抵抗力
Ｒを、フロートと液位との相対速度ｖに対して、Ｒ≧
２．５×ｖとなるように設定することで、実用的に好適
な弁８４の開閉動作の制御を可能にするものである。一
般に流体中を運動する物体には摩擦抵抗と圧力抵抗とか
らなる抵抗力Ｒが掛かり、Ｒ〔Ｎ〕はｖ〔ｍ／ｓ〕に対
し通常Ｒ＝ｃｖの関係、即ち比例関係にある。ここでｃ
〔Ｎ・ｓ／ｍ〕は比例定数である。本発明ではＲ≧２．
５×ｖとなるように設定することで、当該空調システム
における液面調節器として、フロート７１の液位に対す
る上下振動が好適にダンピングされ、より精度高い弁８
４の制御を可能にするものである。Ｒは冷媒液９の粘性
等を考慮して、フロート７１と容器６１との間隙や、フ
ロート７１の形状等を適宜選定することで設定できる。
Ｒが２．５×ｖ以上であると、バネ等を設置する等の必
要がなく簡易な構造によって、容器の気密性や耐圧性を
損なうことなく好適な振動抑制が可能になる。なおフロ
ート７１にバネを取り付けた場合は、バネの弾性力の平
衡点からずれた位置ではフロート７１にバネによる弾性
力が掛かるので、望ましい制御が難しい。例えばつまり
室内ユニット４ａ、４ｂの運転負荷によって液位の平衡
位置が変化するので、それとバネの弾性力の平衡点の位
置とがずれるからである。

【００１９】請求項２記載の発明では、図３に示すフロ
ート７２は、冷媒液９の液位より下方に位置する部分
に、フロート７２の上下動に伴って冷媒液９を押し上げ
る若しくは押し下げる水掻き部７３が形成されている。
図３の例ではフロート７２の形状を断面略Ｈ形にするこ
とで水掻き部７３を形成しているが、別途、水掻きをフ
ロートに取り付けても同様である。水掻きは羽のような
形態のもので、冷媒液を掻くことができれば、その形状
は任意である。このようにフロート７２に水掻きを形成
または取り付けることで、当該空調システムにおける液
面調節器として、フロート７２の液位に対する上下振動
がダンピングされ、好適な弁８４の制御が可能になるも
のである。

【００２０】また請求項３記載の発明では、図４に示す
ように、フロート７４に下方に開口したシリンダ空間７
６を設け、少なくとも冷媒液９の液位が所定範囲以下で
ある場合にはフロート７４の上下動と連動しないピスト
ン棒７５がシリンダ空間７６に挿入されるようにするこ
とで、冷媒液９の液面に対するフロート７４の上下振動
を抑制している。図５は図４のフロート７４の下面（図
４のＡ−Ａ’部）を示す図で、シリンダ空間７６が３箇
所設けられている。もちろんシリンダ空間７６の数やサ
イズ等は、フロート７４や容器６３等のサイズ、形状に
よって適宜設定する。このようにすることで当該空調シ
ステムにおける液面調節器として、フロート７４の液位
に対する上下振動がダンピングされ、好適なより精度高
い弁８６の制御が可能になるものである。

【００２１】以上のように本発明の液面調節器は、フロ
ート７１、７２、７４の液位に対する上下振動が好適に
抑制されるので、弁８４、８８の不必要な開閉動作が低
減し、それに伴って各種配管に対する悪影響や騒音の発
生が低減できる。

【００２２】以上説明した本発明の液面調節器５ａ、５
ｂを、各階毎に室内ユニット４ａ、４ｂの伝熱コイル４
１と凝縮器１３とを接続する冷媒液管２の途中に設置す
れば、外部動力によらず、各階の室内ユニット４ａ、４
ｂに流入する冷媒液の圧力ヘッドを調節できる。本発明
の液面調節器は信頼性の高い液面調節が可能であるた
め、各階の各室内ユニットに流入する冷媒液の圧力ヘッ
ドをより正確に制御できる。また図３、４に示すよう
に、容器６２、６３の気相部分に、当該液面調節器によ
って供給される冷媒液の圧力ヘッドが調節される伝熱コ
イル４１により発生した冷媒蒸気を一旦、流入させてか
ら凝縮器１３と接続する冷媒蒸気管３に送るようにすれ
ば、伝熱コイル４１により発生した冷媒蒸気の中に混入
する液相状態の冷媒液が容器６２、６３に捕捉されるの
でより望ましい。図３、４の冷媒蒸気管３１は伝熱コイ
ル４１により発生した冷媒蒸気を一旦、容器６２、６３
の気相部分に導入するためのものである。その冷媒蒸気
はその後、冷媒蒸気管３２から流出していく。なお、冷
媒蒸気管３１から流入する冷媒蒸気の飛翔経路から冷媒
蒸気管３２をずらして配置すると、冷媒蒸気の中に混入
する液相状態の冷媒液が冷媒蒸気管３２に入りにくくな
るので望ましい。

【００２３】また本発明に係るフロートは冷媒液に浮か
ぶことが必須であるが、冷媒液等によって容易に変形し
たり変質したりしては不都合である。フロートに使用す
る材料は、耐薬品性のものが望ましい。好適なものとし
て、例えば中空構造のステンレス製のものの他、６６ナ
イロン等のナイロン系材料、ＡＢＳ、高密度ポリエチレ
ン、ポリプロピレン等の有機材料製のものが使用でき
る。本発明に係る冷媒としては、例えばＨＦＣ１３４ａ
（代替フロン）等が使用できる。

【００２４】

【実施例】図１は本発明による液面調節器を用いた空調
システムの一実施例を示す模式的接続図である。なお、
図１では建造物の構造については描いていないが、図の
上部が建造物の上部を示している。

【００２５】この空調システムは建造物の高所、例えば
屋上等に冷熱源装置として蓄熱ユニト１２と氷蓄熱槽か
らなる蓄熱ユニット１２が設置され、それより低所の被
空調室内に室内ユニット４ａ、４ｂ、・・・が設置され
ている。蓄熱ユニット１２で冷水を作るに当たっては、
安価な深夜電力を利用すると経済的である。ヒートポン
プチラー１１と室内ユニット４ａ、４ｂ、・・・との間
は液相状態の冷媒液が重力によって下降する冷媒液管２
と、気相状態の冷媒蒸気が、室内ユニットと凝縮器との
間の圧力差によって上昇する冷媒蒸気管３とで接続され
ており、いわゆる（重力式）自然循環式空調システムを
形成している。ヒートポンプチラー１１や蓄熱ユニット
１２は外気との熱交換をする装置であり、凝縮器１３は
冷媒蒸気管３を上昇してきた冷媒蒸気を凝縮する。

【００２６】各室内ユニット４ａ、４ｂ、・・・は、フ
ァン４２と、その下流側に設置される伝熱コイル４１と
を備え、また各室内ユニット４ａ、４ｂ、・・・には後
述する液面調節器５ａ、５ｂ、・・・がそれぞれ対応し
て設置されている。この構成において、冷媒蒸気管３を
上昇してきた冷媒蒸気は凝縮器１３で冷却されて凝縮
し、その冷媒液は受液器１５を経て冷媒液管２を下降す
る。下降した冷媒液は冷媒液間２６に分岐し、冷媒液管
２１を経て液面調節器５ａ、５ｂ、・・・に流入する。
そしてこの液面調節器５ａ、５ｂ、・・・によって、当
該液面調節器に接続された各々の室内ユニット４ａ、４
ｂ、・・・に供給される冷媒液の圧力ヘッドが制御され
る。室内ユニット４ａ、４ｂ、・・・に流入した冷媒液
は、伝熱コイル４１で加熱され、冷媒蒸気管３を経て凝
縮器１３に還流する。こうして冷媒の自然循環による冷
房サイクルが形成される。なお伝熱コイル４１で冷媒液
が加熱される際、被空調室内の空気は冷却される。

【００２７】冷媒蒸気管３１は一旦、液面調節器５ａ、
５ｂ、・・・の気相（蒸気）部分に接続してから冷媒蒸
気管３３に接続することが望ましい。これは伝熱コイル
４１において蒸発した冷媒蒸気が冷媒蒸気管３３から冷
媒蒸気管３に流出する際、液相状態の冷媒（冷媒液）が
少し混入することがあるからである。冷媒蒸気管３１を
一旦、液面調節器５ａ、５ｂ、・・・の気相（蒸気）部
分に接続してから冷媒蒸気管３３に接続すれば、混入し
た冷媒液の大部分は液面調節器内に捕捉され、この結
果、不必要な冷媒の循環が防げ、より良好な運転状態が
維持できるので望ましい。

【００２８】本発明の液面調節器については、図２〜４
にその一例を示す。図２、３の場合、フロート７１、７
２は冷媒液９の液位の変動によって上下動をし、フロー
ト７１、７２に連動した弁棒８１を動かす。そして弁棒
８１の位置によって弁体８３の位置が規定される。冷媒
液９の液位が所定範囲を越えているときは、冷媒液管２
１内の冷媒液の圧力ヘッドによって弁８４が閉塞状態に
保たれ、一方、冷媒液９の液位が所定範囲以下である場
合には、フロート７１、７２の自重によって弁棒８１を
介して、弁体８３が弁座８２から離されるように押さ
れ、弁８４が開放状態に保たれるような構造になってい
る。また冷媒液管２１から流入する冷媒液の流量と、弁
８４から流出する流量とを平衡状態にさせるようにし
て、弁８４を好適な開度で保たせることも可能である。
容器６１内の冷媒液９の液位による重力作用によって生
ずる、冷媒液２２から室内ユニットの伝熱コイル４１に
供給される冷媒液の圧力ヘッドが、一定範囲に保たれ
る。

【００２９】図２の容器６１は内径１０８．３ｍｍの円
筒容器で、その中に冷媒液（ＨＦＣ１３４ａ、温度は約
１０℃）が収容されている。フロート７１は径１０３ｍ
ｍ、高さ１００ｍｍの円柱形状で、容器６１の内壁との
間隙は約２．６５ｍｍである。フロート７１は冷媒液９
の液位が静止しているときには液位に対し運動しない
が、液位が変動すると、その液位に対してフロート７１
が運動し、振動することになる。その際、フロート７１
には、液位との相対速度ｖに比例した抵抗力Ｒが掛か
る。このＲはフロート７１の大きさ、容器６１との間隙
やフロート７１の形状や表面の平滑さ等によって変化さ
せることができる。図２の例では、Ｒを約３．４×ｖ程
度にした。こう設定することで当該空調システムにおけ
る液面調節器として、フロート７１の液位に対する上下
振動が好適にダンピングされ、液位の変動に順応した弁
８４の開閉動作が実現する。また過剰な振動が抑制され
た結果、騒音等が低減している。

【００３０】本実施例に対する比較例として、フロート
の形状として径１００ｍｍ、高さ１００ｍｍの円柱形状
で、容器の内壁との間隙を約４．１５ｍｍにした場合
（抵抗力Ｒは０．８×ｖ程度であった）は、フロートの
液位に対する上下振動のため、不必要な弁８４の開閉動
作が繰り返された。弁８４の開閉動作が不必要に多くな
ったので、配管や容器の圧力変化によるものと考えられ
る騒音の発生が本実施例に比べ多く認められた。

【００３１】図３の場合は、容器は図２の場合と同様で
あるが、フロート７２が図示するように断面略Ｈ形状に
なったものである。そして図示する水掻き部７３によっ
てフロート７２の液位に対する上下振動が好適にダンピ
ングされ、液位の変動に順応ぢた弁８４の開閉動作が実
現する。この結果、不必要な弁８４の開閉動作が軽減
し、騒音等も低減していた。なおフロート７２の下部
（弁棒８１の位置する部分）に冷媒蒸気が溜まるとフロ
ート７２の浮力が変わったり、蒸気混入の冷媒液が室内
ユニットに供給されたりするので、ガス抜き穴等をフロ
ート７２に設けることが望ましい。図３ではフロート７
２の形状自体によって水掻き部７３を形成した例を示し
たが、平板等をフロートに取り付けることで水掻きを設
置しても同様である。

【００３２】図４に示す実施例では、フロート７４が所
定範囲を越える場合、弁体８７が上方に押され、弁８８
が閉塞状態に保たれ、フロート７４が所定範囲以下の場
合は弁体８７が下降して弁８８が開放するようになって
いる。なお弁体８７が下降するのは、弁体８７に掛かる
冷媒液の圧力ヘッドによる。なお弁体８７がフロート７
４に固定されている場合は、フロート７４の自重も弁体
８７の下降に作用する。

【００３３】図４の場合、容器は図２、３の場合と同様
であるが、フロート７４には図示するように、下方に開
口したシリンダ空間７６を形成されている。フロート７
４の冷媒液９に浸る部分の径は９０ｍｍで、図５にフロ
ート７４の下面を示すようにシリンダ空間７６（径２
６．４ｍｍ、長さ６０ｍｍ）が３箇所設けられている。
そしてフロート７４が所定範囲以下である場合には容器
６３に固定されたピストン棒７５（径２５．４ｍｍの丸
棒）がシリンダ空間７６に挿入されるようになってい
る。こうすることでフロート７４の液位に対する上下振
動が好適にダンピングされ、液位の変動に順応した弁８
８の開閉動作が実現する。この結果、不必要な弁８８の
開閉動作が軽減し、騒音等も低減していた。なおシリン
ダ空間７６内に冷媒蒸気が溜まるとフロート７４の浮力
が変わったり、蒸気混入の冷媒液が室内ユニットに供給
されたりするので、ガス抜き穴等をシリンダ空間７６に
設けることが望ましい。また過剰な振動が抑制された結
果、騒音等も低減していた。なおフロート７４の上面を
図示するように傾斜させることで、弁８８から流入する
冷媒液がフロート７４の上部に溜まらないでスムーズに
流れる。

【００３４】以上説明したように、本発明の液面調節器
は、簡単な構成によってフロートの液面に対する振動が
抑制でき、安定した液面調節が可能になる。このため複
数の階数を有するビルディング等の建造物に本発明の液
面調節器を用いた空調システムを適用すれば、好適に圧
力ヘッドが調節された冷媒液が各階の室内ユニットに供
給され、良好な空調ができる。

【００３５】なお、本発明の空調用室内ユニットの液面
調節器は、上述した実施例の空調システムにのみ適用さ
れるものではなく、請求の範囲内において主要でない構
成部分を変更したり、或いは他の要素（例えば暖房シス
テム）を付加した実施例にも適用可能なものである。

【００３６】

【効果】以上説明したように、本発明の液面調節器によ
れば、簡易な構成によって、安定した液面調節が可能に
なる。このため本発明の液面調節器を用いれば、建造物
の上部と下部との高低差や配管の長さの相違等による空
調特性の差を少なくでき良好な空調特性が維持できる。
また液面調節器のフロートの冷媒液の液位に対する振動
が抑制されるため、室内ユニットに供給される冷媒液の
圧力ヘッドを好適に制御することができ良好な空調特性
を維持することができる。このように本発明は産業上著
しい貢献を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の液面調節器を用いた空調システムの
一例を示す模式的構成図である。

【図２】 本発明の液面調節器の実施例を示す縦断面図
である。

【図３】 本発明の液面調節器の実施例を示す縦断面図
である。

【図４】 本発明の液面調節器の実施例を示す縦断面図
である。

【図５】 図４のフロート７４の下面（Ａ−Ａ’部）を
示す図である。

【符号の説明】

１１ ヒートポンプチラー １２ 蓄熱ユニット １３ 凝縮器 １４ 蒸発器 １５ 受液器 ２、２１、２２、２６ 冷媒液管 ３、３１、３２、３３ 冷媒蒸気管 ４ａ、４ｂ、・・・ 室内ユニット ４１ 伝熱コイル ４２ ファン ５ａ、５ｂ、・・・ 液面調節器 ５１、５２、５３ 液面調節器 ６１、６２、６３ 容器 ７１、７２、７４ フロート ７３ 水掻き部 ７５ ピストン棒 ７６ シリンダ空間 ８１、８５ 弁棒 ８２、８６ 弁座 ８３、８７ 弁体 ８４、８８ 弁 ９ 冷媒液

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷媒の相変化による自然循環作用を用い
   た空調システムにおける室内ユニットに供給される冷媒
   液の圧力ヘッドを調節する液面調節器であって、前記液
   面調節器は、凝縮器と前記室内ユニットとを接続する冷
   媒液管の途中に設置され、 前記液面調節器は、内部に冷媒液を収容する容器と、前
   記容器内に収容された冷媒液に浮かぶフロートと、前記
   フロートに連結されてこのフロートの上下動と連動して
   移動する弁棒と、前記容器内に流入する冷媒液の流路に
   設けられた弁とを有し、 前記容器内の冷媒液の液位の変動によって前記フロート
   の表面に掛かる抵抗力Ｒが、フロートと液位の相対速度
   ｖに対し、 Ｒ≧２．５×ｖ となるように設定され、 前記弁は、前記フロートの上下動と連動して、前記容器
   内の冷媒液の液位が所定範囲を越える場合には閉塞して
   おり、前記容器内の冷媒液の液位が所定範囲以下になる
   と前記弁の開度が調節されることを特徴とする、空調用
   室内ユニットの液面調節器。
2. 【請求項２】 冷媒の相変化による自然循環作用を用い
   た空調システムにおける室内ユニットに供給される冷媒
   液の圧力ヘッドを調節する液面調節器であって、前記液
   面調節器は、凝縮器と前記室内ユニットとを接続する冷
   媒液管の途中に設置され、 前記液面調節器は、内部に冷媒液を収容する容器と、前
   記容器内に収容された冷媒液に浮かぶフロートと、前記
   フロートに連結されてこのフロートの上下動と連動して
   移動する弁棒と、前記容器内に流入する冷媒液の流路に
   設けられた弁とを有し、 前記フロートの前記冷媒液の液位より下方に位置する部
   分には、前記冷媒液の液位に対する上下振動を抑制する
   水掻きが形成または取り付けられ、 前記弁は、前記フロートの上下動と連動して、前記容器
   内の冷媒液の液位が所定範囲を越える場合には閉塞して
   おり、前記容器内の冷媒液の液位が所定範囲以下になる
   と前記弁の開度が調節されることを特徴とする、空調用
   室内ユニットの液面調節器。
3. 【請求項３】 冷媒の相変化による自然循環作用を用い
   た空調システムにおける室内ユニットに供給される冷媒
   液の圧力ヘッドを調節する液面調節器であって、前記液
   面調節器は、凝縮器と前記室内ユニットとを接続する冷
   媒液管の途中に設置され、 前記液面調節器は、内部に冷媒液を収容する容器と、前
   記容器内に収容された冷媒液に浮かぶフロートと、前記
   フロートに連結されてこのフロートの上下動と連動して
   移動する弁棒と、前記容器内に流入する冷媒液の流路に
   設けられた弁とを有し、 前記フロートの前記冷媒液の液位より下方に位置する部
   分には下方に開口したシリンダ空間が形成され、少なく
   とも前記冷媒液の液位が所定範囲以下である場合には当
   該フロートの上下動と連動しないピストン棒が前記シリ
   ンダ空間に挿入されることで前記冷媒液の液位に対する
   前記フロートの上下振動が抑制され、 前記弁は、前記フロートの上下動と連動して、前記容器
   内の冷媒液の液位が所定範囲を越える場合には閉塞して
   おり、前記容器内の冷媒液の液位が所定範囲以下になる
   と前記弁の開度が調節されることを特徴とする、空調用
   室内ユニットの液面調節器。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれかに記載の空調
   用室内ユニットの液面調節器を、冷媒の相変化による自
   然循環作用を用いた空調システムにおける室内ユニット
   と凝縮器とを接続する冷媒液管の途中に設置したことを
   特徴とする、空調用室内ユニットの液面調節器を用いた
   空調システム。