(57)【要約】  液面検出装置は、冷媒（１５）が圧縮機（１）、凝縮器（４）、膨張装置（６）、蒸発器（７）の順に循環する冷凍サイクル装置において、液冷媒（１５ｂ）の液面を検出するものである。冷凍サイクル装置は、上面および下面を含み、液冷媒を貯留する液貯め容器（３０）を備える。液面検出装置は、液貯め容器内の液面をモニタするためのモニタ容器（１０）と、液貯め容器の上面とモニタ容器の上部との間に接続された第１の連通管（１１）と、液貯め容器の下面とモニタ容器の下部との間に接続された第２の連通管（１２）と、モニタ容器内の液面を検出する検出器（１３，１４）とを備える。
2017212531.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒が圧縮機、凝縮器、膨張装置、蒸発器の順に循環する冷凍サイクル装置であって、
前記冷媒から分離された液体を貯留する第１の容器と、
前記第１の容器と連通された第２の容器と、
前記第２の容器内の液面を検出する検出器とを備え、
前記第１の容器は上面および下面を含み、前記上面の第１の位置には第１の孔が開けられ、前記第１の容器の前記第１の位置よりも下方の第２の位置には第２の孔が開けられ、
前記第２の容器の第３の位置には第３の孔が開けられ、前記第２の容器の前記第３の位置よりも下方の第４の位置には第４の孔が開けられ、
前記第１の孔と前記第３の孔とは互いに連通し、前記第２の孔と前記第４の孔とは互いに連通している、冷凍サイクル装置。
【請求項２】
さらに、前記第１の孔と前記第３の孔との間に接続された第１の連通管と、
前記第２の孔と前記第４の孔との間に接続された第２の連通管とを備える、請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
冷媒が圧縮機、凝縮器、膨張装置、および蒸発器の順に循環する冷凍サイクル装置であって、
前記冷媒から分離された液体を貯留する第１の容器と、
前記第１の容器と連通された第２の容器と、
前記第２の容器内の液面を検出する検出器とを備え、
前記第１の容器の第１の位置には第１の孔が開けられ、前記第１の容器の前記第１の位置よりも下方の第２の位置には第２の孔が開けられ、
前記第２の容器の第３の位置には第３の孔が開けられ、前記第２の容器の前記第３の位置よりも下方の第４の位置には第４の孔が開けられ、
前記第１の孔と前記第３の孔とは互いに連通し、前記第２の孔と前記第４の孔とは互いに連通しており、
前記冷凍サイクル装置は、
さらに、前記第１の容器内に設けられ、前記第１および第２の孔の各々に流入する前記液体の速度を低下させる遮蔽部材を備える、冷凍サイクル装置。
【請求項４】
さらに、前記第１の孔と前記第３の孔との間に接続された第１の連通管と、
前記第２の孔と前記第４の孔との間に接続された第２の連通管とを備える、請求項３に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
冷媒が圧縮機、凝縮器、膨張装置、および蒸発器の順に循環する冷凍サイクル装置であって、
前記冷媒から分離された液体を貯留する第１の容器と、
前記第１の容器と連通された第２の容器と、
前記第２の容器内の液面を検出する検出器とを備え、
前記第１の容器の第１の位置には第１の孔が開けられ、前記第１の容器の前記第１の位置よりも下方の第２の位置には第２の孔が開けられ、
前記第２の容器の第３の位置には第３の孔が開けられ、前記第２の容器の前記第３の位置よりも下方の第４の位置には第４の孔が開けられ、
前記冷凍サイクル装置は、
さらに、前記第１の孔と前記第３の孔との間に接続された第１の連通管と、
前記第２の孔と前記第４の孔との間に接続された第２の連通管とを備え、
前記第１および第２の連通管の各々は第１および第２の部分を含み、前記第１の部分の内径は前記第２の部分の内径よりも小さい、冷凍サイクル装置。
【請求項６】
前記冷媒はガス冷媒と液冷媒を含み、前記液体は前記液冷媒であり、
前記第１の容器は、前記冷媒から前記液冷媒を分離して貯留するアキュムレータであり、
前記検出器は、前記第２の容器内の前記液冷媒の液面を検出する、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項７】
前記液体は前記圧縮機用の潤滑油であり、
前記圧縮機は、
ハウジングと、
前記ハウジング内に設けられ、前記冷媒を圧縮する圧縮部と、
前記ハウジング内に設けられ、前記ハウジングの下端部に貯留された前記潤滑油を前記圧縮部に供給する油ポンプ部とを含み、
前記ハウジングは前記第１の容器を構成し、
前記検出器は、前記第２の容器内の前記潤滑油の液面を検出する、請求項３から請求項５のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項８】
前記圧縮機から吐き出される前記冷媒には前記圧縮機用の潤滑油が含まれており、前記液体は前記圧縮機用の潤滑油であり、
前記第１の容器は、前記圧縮機から吐出された前記冷媒から前記潤滑油を分離して貯留するオイルセパレータであり、
前記検出器は、前記第２の容器内の前記潤滑油の液面を検出する、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項９】
前記検出器は、
前記第２の容器内に設けられた発熱素子と、
前記発熱素子に一定の電力を供給して前記発熱素子を発熱させ、前記発熱素子の温度に基づいて前記第２の容器内の液面を検出する制御装置とを含む、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１０】
前記検出器は、
前記第２の容器内において互いに対向して設けられた第１および第２の電極と、
前記第１および第２の電極間の容量値に基づいて前記第２の容器内の液面を検出する制御装置とを含む、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１１】
前記検出器は、
前記第２の容器内に振動波を送る送波器と、
前記送波器から送られた振動波を受ける受波器と、
前記送波器から送られて前記受波器によって受けられた振動波に基づいて前記第２の容器内の液面を検出する制御装置とを含む、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１２】
前記検出器は、
前記第２の容器内に光を出射する発光器と、
前記発光器から出射された光を受ける受光器と、
前記発光器から出射されて前記受光器に入射した光に基づいて前記第２の容器内の液面を検出する制御装置とを含む、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１３】
前記検出器は、それぞれ前記第２の容器内の複数の高さに対応して設けられた複数の副検出器を含み、
各副検出器は、前記第２の容器内の液面が対応の高さに到達したか否かを検出する、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は冷凍サイクル装置に関し、特に、冷媒から分離された液体を貯留する液貯め容器を備えた冷凍サイクル装置とに関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２００３−９７４４３号公報（特許文献１）には、圧縮機のハウジングの上部および下部間に接続された連通管と、連通管を加熱するヒータと、連通管の中央部に設けられた温度センサとを備え、温度センサの検出結果に基づいてハウジング内の潤滑油の液面が温度センサよりも上方にあるか下方にあるかを判別する冷凍装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−９７４４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、冷凍装置の運転が停止されている場合には、ハウジング内の液面と連通管内の液面とが一致し、ハウジング内の潤滑油の液面を正確に検出することができる。しかし、冷凍装置が運転されると、連通管内の液面の高さが変動し、ハウジング内の潤滑油の液面を正確に検出することができないという問題があった。【０００５】
それゆえに、この発明の主たる目的は、冷媒から分離された液体の液面を正確に検出することが可能な冷凍サイクル装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る冷凍サイクル装置は、冷媒が圧縮機、凝縮器、膨張装置、蒸発器の順に循環する冷凍サイクル装置であって、冷媒から分離された液体を貯留する第１の容器と、第１の容器と連通された第２の容器と、第２の容器内の液面を検出する検出器とを備えたものである。第１の容器は上面および下面を含み、上面の第１の位置には第１の孔が開けられ、第１の容器の第１の位置よりも下方の第２の位置には第２の孔が開けられている。第２の容器の第３の位置には第３の孔が開けられ、第２の容器の第３の位置よりも下方の第４の位置には第４の孔が開けられている。第１の孔と第３の孔とは互いに連通し、第２の孔と第４の孔とは互いに連通している。【０００７】
この発明に係る他の冷凍サイクル装置は、冷媒が圧縮機、凝縮器、膨張装置、および蒸発器の順に循環する冷凍サイクル装置であって、冷媒から分離された液体を貯留する第１の容器と、第１の容器と連通された第２の容器と、第２の容器内の液面を検出する検出器とを備えたものである。第１の容器の第１の位置には第１の孔が開けられ、第１の容器の第１の位置よりも下方の第２の位置には第２の孔が開けられている。第２の容器の第３の位置には第３の孔が開けられ、第２の容器の第３の位置よりも下方の第４の位置には第４の孔が開けられている。第１の孔と第３の孔とは互いに連通し、第２の孔と第４の孔とは互いに連通している。冷凍サイクル装置は、さらに、第１の容器内に設けられ、第１および第２の孔の各々に流入する液体の速度を低下させる遮蔽部材を備える。【０００８】
この発明に係るさらに他の冷凍サイクル装置は、冷媒が圧縮機、凝縮器、膨張装置、および蒸発器の順に循環する冷凍サイクル装置であって、冷媒から分離された液体を貯留する第１の容器と、第１の容器と連通された第２の容器と、第２の容器内の液面を検出する検出器とを備えたものである。第１の容器の第１の位置には第１の孔が開けられ、第１の容器の第１の位置よりも下方の第２の位置には第２の孔が開けられている。第２の容器の第３の位置には第３の孔が開けられ、第２の容器の第３の位置よりも下方の第４の位置には第４の孔が開けられている。冷凍サイクル装置は、さらに、第１の孔と第３の孔との間に接続された第１の連通管と、第２の孔と第４の孔との間に接続された第２の連通管とを備える。第１および第２の連通管の各々は第１および第２の部分を含み、第１の部分の内径は第２の部分の内径よりも小さい。
【発明の効果】
【０００９】
この発明に係る液面検出装置では、第１の容器の上面の第１の孔と第２の容器の第３の孔との間が互いに連通しているとともに、第１の容器の第１の孔よりも下方の第２の孔と第２の容器の第３の孔よりも下方の第４の孔との間が互いに連通している。したがって、冷凍サイクル装置が運転された場合でも、第１の容器内で発生する動圧が第２の容器内の液面の高さに及ぼす影響を抑制することができ、液面を正確に検出することができる。【００１０】
この発明に係る他の液面検出装置では、第１の容器の第１および第２の孔がそれぞれ第２の容器の第３および第４の孔に連通しており、第１および第２の孔の各々に流入する液体の速度を低下させる遮蔽部材が第１の容器内に設けられる。したがって、冷凍サイクル装置が運転された場合でも、第１の容器内で発生する動圧が第２の容器内の液面の高さに及ぼす影響を抑制することができ、液面を正確に検出することができる。【００１１】
この発明に係るさらに他の液面検出装置では、第１および第２の容器間が第１および第２の連通管によって接続され、第１および第２の連通管の各々が第１および第２の部分を含み、第１の部分の内径は第２の部分の内径よりも小さい。したがって、冷凍サイクル装置が運転された場合でも、第１の容器内で発生する動圧が第２の容器内の液面の高さに及ぼす影響を抑制することができ、液面を正確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施の形態１による冷凍サイクル装置の構成を示す図である。
【図２】図１に示した圧縮機の構成を示す断面図である。
【図３】図１に示したアキュムレータおよびモニタ容器の構成を示す断面図である。
【図４】図３に示した発熱センサの構成を示す断面図である。
【図５】図１に示した制御装置の要部を示す回路ブロック図である。
【図６】実施の形態１の比較例を示す断面図である。
【図７】実施の形態１の変更例を示す断面図である。
【図８】実施の形態１の他の変更例を示す断面図である。
【図９】実施の形態１のさらに他の変更例を示す断面図である。
【図１０】実施の形態１のさらに他の変更例を示す断面図である。
【図１１】実施の形態１のさらに他の変更例を示す断面図である。
【図１２】この発明の実施の形態２による冷凍サイクル装置の要部を示す断面図である。
【図１３】この発明の実施の形態３による冷凍サイクル装置の要部を示す断面図である。
【図１４】この発明の実施の形態４による冷凍サイクル装置の要部を示す断面図である。
【図１５】この発明の実施の形態５による冷凍サイクル装置の要部を示す断面図である。
【図１６】この発明の実施の形態６による冷凍サイクル装置の要部を示す断面図である。
【図１７】この発明の実施の形態７による冷凍サイクル装置の要部を示す断面図である。
【図１８】この発明の実施の形態８による冷凍サイクル装置の要部を示す断面図である。
【図１９】この発明の実施の形態９による冷凍サイクル装置の要部を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
[実施の形態１]
図１は、この発明の実施の形態１による冷凍サイクル装置の構成を示す図である。図１において、この冷凍サイクル装置は、圧縮機１、オイルセパレータ２、バイパス弁３、凝縮器４、送風機５，８、膨張装置６、蒸発器７、アキュムレータ９、モニタ容器１０、連通管１１，１２、発熱センサ１３、および制御装置１４を備える。モニタ容器１０、連通管１１，１２、発熱センサ１３、および制御装置１４は、液面検出装置を構成する。
【００１４】
圧縮機１、オイルセパレータ２、凝縮器４、膨張装置６、蒸発器７、およびアキュムレータ９は、冷媒配管Ｐ１〜Ｐ６によって環状に接続され、冷媒回路を構成する。冷媒回路には、冷媒１５と、圧縮機１用の潤滑油１６とが循環される。冷媒１５は、ガス冷媒１５ａおよび液冷媒１５ｂを含む。
【００１５】
圧縮機１の吸込口は冷媒配管Ｐ１を介してアキュムレータ９の流出管に接続され、圧縮機１の吐出口は冷媒配管Ｐ２を介してオイルセパレータ２の側面に接続される。圧縮機１は、制御装置１４によって制御され、アキュムレータ９からのガス冷媒１５ａを吸込んで圧縮し、高温で高圧のガス冷媒１５ａを吐出する。圧縮機１は、たとえば、インバータ圧縮機などで構成される。
【００１６】
図２（ａ）は圧縮機１を上方から見た図であり、図２（ｂ）は圧縮機１を正面から見た断面図である。図２（ａ）（ｂ）において、圧縮機１は、中空の円柱状のハウジング２０を備える。ハウジング２０の側面には、ガス冷媒１５ａを吸込むための吸込口２１が設けられる。ハウジング２０の上端面には、圧縮したガス冷媒１５ａを吐出するための吐出口２２が設けられる。ハウジング２０内には、圧縮部２３、モータ部２４、油ポンプ部２５が収容されている。ハウジング２０の下端部は、油貯め部２６として使用される。
【００１７】
モータ部２４は、制御装置１４によって制御され、圧縮部２３を回転駆動させる。圧縮部２３は、モータ部２４によって回転駆動され、吸込口２１からガス冷媒１５ａを吸込み、吸込んだガス冷媒１５ａを圧縮し、高温で高圧のガス冷媒１５ａを吐出口２２から吐出する。油貯め部２６には、圧縮部２３の摩擦を軽減するための潤滑油１６が貯留される。油ポンプ部２５は、油貯め部２６から圧縮部２３に潤滑油１６を供給する。圧縮部２３で使用された潤滑油１６の一部は、図中の矢印で示されるように、油貯め部２６に落下する。
【００１８】
オイルセパレータ２は、圧縮機１によって生成された高温で高圧のガス冷媒１５ａから潤滑油１６を分離する。オイルセパレータ２は、中空の円柱状の容器である。オイルセパレータ２の上面の孔は冷媒配管Ｐ３を介して凝縮器４の上流側開口部に接続される。潤滑油１６が分離されたガス冷媒１５ａは、冷媒配管Ｐ３を介して凝縮器４に供給される。圧縮機１からのガス冷媒１５ａから分離された潤滑油１６は、オイルセパレータ２の底に貯留される。オイルセパレータ２の底は、配管Ｐ７を介してバイパス弁３の一方端に接続される。
【００１９】
バイパス弁３の他方端は、配管Ｐ８を介して冷媒配管Ｐ１（すなわち圧縮機１の吸込口２１）に接続される。バイパス弁３は、制御装置１４によって制御され、オイルセパレータ２に貯留された潤滑油１６のうちの適量の潤滑油１６を圧縮機１の吸込口２１に戻す。
【００２０】
凝縮器４の下流側開口部は冷媒配管Ｐ４を介して膨張装置６の一方端に接続される。凝縮器４は、送風機５から供給される空気と、圧縮機１で圧縮されてオイルセパレータ２を通過したガス冷媒１５ａとの熱交換を行ない、ガス冷媒１５ａを凝縮させて高圧の液冷媒１５ｂを生成する。送風機５は、制御装置１４によって制御され、凝縮器４に風を供給して熱交換を促進する。冷凍サイクル装置が冷房を行なう空気調和装置である場合には、凝縮器４および送風機５は屋外に設置される。
【００２１】
膨張装置６の他方端は、冷媒配管Ｐ５を介して蒸発器７の上流側開口部に接続されている。膨張装置６は、たとえばキャピラリーチューブ、開度を調整することが可能な絞り弁などで構成される。膨張装置６は、制御装置１４によって制御され、凝縮器４からの高圧の液冷媒１５ｂを減圧させる。
【００２２】
蒸発器７の下流側開口部は、冷媒配管Ｐ６を介してアキュムレータ９の流入管に接続される。蒸発器７は、送風機８から供給される空気と、膨張装置６によって減圧された液冷媒１５ｂとの熱交換を行ない、液冷媒１５ｂを蒸発させてガス冷媒１５ａを生成する。送風機８は、制御装置１４によって制御され、蒸発器７に風を供給して熱交換を促進する。冷凍サイクル装置が冷房を行なう空気調和装置である場合には、蒸発器７および送風機８は室内に設置され、室内空気を冷やす。
【００２３】
アキュムレータ９は、蒸発器７を通過したガス冷媒１５ａから液冷媒１５ｂを分離して貯える。アキュムレータ９を通過したガス冷媒１５ａは、冷媒配管Ｐ１を介して圧縮機１の吸込口に戻され、圧縮機１によって圧縮される。
【００２４】
図３（ａ）は、アキュムレータ９およびモニタ容器１０の構成を示す断面図である。図３（ａ）において、アキュムレータ９は、液貯め容器３０、流入管３１、および流出管３２を含む。液貯め容器３０は、たとえば肉厚が４〜１０ｍｍ程度の圧力容器で構成される。液貯め容器３０は、円柱状の中空の容器を立てたもの（縦型容器）であってもよいし、円柱状の中空の容器を寝かしたもの（横型容器）であってもよい。ここでは、液貯め容器３０が縦型容器である場合について説明する。冷凍サイクル装置の冷媒回路を冷媒１５が循環している状態において、液貯め容器３０の下部にはガス冷媒１５ａよりも重たい液冷媒１５ｂが貯留され、液貯め容器３０の上部には液冷媒１５ｂよりも軽いガス冷媒１５ａが流れる。
【００２５】
流入管３１は、冷媒配管をＬ字型に屈曲させたものである。Ｌ字型の流入管３１の一方端部は、垂直方向に向けられ、液貯め容器３０の上端面の孔を貫通している。流入管３１の一方端部の外周部と液貯め容器３０の孔の内周部とは接合されている。流入管３１の一方端の開口部は、冷媒配管Ｐ６を介して蒸発器７の下流側開口部に接続されている。流入管３１の他方端部３１ａは、略水平方向に向けられている。蒸発器７からのガス冷媒１５ａは、流入管３１の他方端の噴射口から液貯め容器３０の内周面に向けて略水平方向に噴射される。
【００２６】
図３（ｂ）は、流入管３１ａと液貯め容器３０を上方から見た図である。液貯め容器３０の上端面は、円形である。液貯め容器３０の中心軸をＺ軸とし、Ｚ軸と直交する水平面をＸＹ平面とする。流入管３１の他方端部３１ａは、噴射口をＸ軸とＹ軸の交点に向けて、Ｘ軸に沿うように配置されている。したがって、流入管３１の噴射口は、上方から見ると、液貯め容器３０の中心軸よりも液貯め容器３０の内周面側に配置されている。
【００２７】
流入管３１の噴射口から液貯め容器３０内にガス冷媒１５ａが略水平方向に噴射されると、それにより液貯め容器３０内においてガス冷媒１５ａおよび液冷媒１５ｂの旋回流が発生し、液貯め容器３０の内周面に垂直な方向の動圧Ｆ１が発生する。本実施の形態１では、流入管３１の噴射口と液貯め容器３０の内周面との間の距離を大きくしたので、ガス冷媒１５ａの旋回流を抑制し、液貯め容器３０の内周面に垂直な方向の動圧Ｆ１を低減することができる。
【００２８】
流出管３２は、冷媒配管をＵ字型に屈曲させたものである。Ｕ字型の流出管３２の一方端部は略垂直方向に配置され、流出管３２の一方端の開口部は液貯め容器３０の天井面に対向している。流出管３２の他方端部は垂直方向に向けられ、液貯め容器３０の上端面の孔を貫通している。流出管３２の他方端部の外周部と液貯め容器３０の孔の内周部とは接合されている。流出管３２の他方端の開口部は、冷媒配管Ｐ１を介して圧縮機１の吸込口２１に接続されている。液貯め容器３０内のガス冷媒１５ａは、流出管３２および冷媒配管Ｐ１を介して圧縮機１に吸い込まれる。
【００２９】
モニタ容器１０は、直方体状の中空の容器である。モニタ容器１０の高さは、液貯め容器３０の高さと略同じである。正面から見ると、モニタ容器１０の幅は液貯め容器３０の幅よりも十分に小さい。したがって、モニタ容器１０の容積は、液貯め容器３０の容積よりも十分に小さい。
【００３０】
連通管１１，１２の各々は、冷媒配管の一方端部を直角に屈曲させるとともに、冷媒配管の他方端部を一方端部と同方向に屈曲させたものである。連通管１１，１２の各々の中央部は水平方向に配置され、連通管１１，１２の各々の両端部は垂直方向（Ｚ方向）に配置される。連通管１１の一方端は液貯め容器３０の上端面に開けられた孔に接続され、連通管１１の他方端はモニタ容器１０の上端面に開けられた孔に接続されている。液貯め容器３０内の上端部は、連通管１１を介してモニタ容器１０内の上端部に連通している。液貯め容器３０内の上端部のガス冷媒１５ａは、連通管１１を介してモニタ容器１０内の上端部に流入する。
【００３１】
連通管１２の一方端は液貯め容器３０の下端面に開けられた孔に接続され、連通管１２の他方端はモニタ容器１０の下端面に開けられた孔に接続されている。すなわち、連通管１１の一方端は液貯め容器３０の上端面の第１の位置に接続され、連通管１２の一方端は液貯め容器３０の、第１の位置よりも下方の第２の位置に接続されている。連通管１１の他方端はモニタ容器１０の第３の位置に接続され、連通管１２の他方端はモニタ容器１０の、第３の位置よりも下方の第４の位置に接続されている。液貯め容器３０内の下端部は、連通管１２を介してモニタ容器１０内の下端部に連通している。液貯め容器３０内の下部の液冷媒１５ｂは、連通管１１を介してモニタ容器１０内の底部に流入する。
【００３２】
これにより、モニタ容器１０内の液冷媒１５ｂの液面の高さは、液貯め容器３０の液冷媒１５ｂの液面の高さと同じになる。本実施の形態１では、動圧Ｆ１の方向と連通管１１，１２の一方端部の方向とが直交するので、動圧Ｆ１がモニタ容器１０内の液冷媒１５ｂの液面に及ぼす影響を小さくすることができ、液冷媒１５ｂの液面の高さを正確に検出することができる。
【００３３】
モニタ容器１０内には、モニタ容器１０内の液冷媒１５ｂの液面の高さを検出するための発熱センサ１３が収容されている。図４は、モニタ容器１０を横方向から見た断面図である。図４において、発熱センサ１３は、棒状の電極３５，３６と、発熱素子３７とを含む。電極３５，３６は、絶縁部材(図示せず)によってモニタ容器１０内に保持されている。電極３５，３６は、ともに垂直に配置され、互いに平行に配置されている。発熱素子３７は、電極３５の下端部と電極３６の下端部との間に接続される。電極３５，３６の上端部の各々は、配線を介して制御装置１４に接続されている。
【００３４】
制御装置１４から電極３５，３６を介して発熱素子３７に電力が供給されると、発熱素子３７が発熱する。発熱素子３７の温度Ｔと抵抗値Ｒの間には一定の関連性がある。発熱素子３７は、ＰＴＣ（positive  temperature  coefficient）素子でもよいし、ＮＴＣ（negative  temperature  coefficient）素子でもよい。ＰＴＣ素子は、それ自身の温度Ｔが上昇すると、それ自身の抵抗値Ｒが増加する素子である。ＮＴＣ素子は、それ自身の温度Ｔが上昇すると、それ自身の抵抗値Ｒが減少する素子である。制御装置１４は、発熱素子３７に一定の電力を供給し、発熱素子３７の温度Ｔを検出し、その検出値に基づいて、液冷媒１５ｂの液面が発熱素子３７よりも上か下かを判別する。
【００３５】
図５は、制御装置１４の要部を示すブロック図である。図５において、制御装置１４は、電源回路４０、電圧検出器４１、電流検出器４２、演算回路４３、および記憶部４４を含む。電源回路４０は、発熱素子３７に一定の電力を供給する。電圧検出器４１は、発熱素子３７の端子間電圧Ｖを検出し、検出値を示す信号を出力する。電流検出器４２は、発熱素子３７に流れる電流Ｉを検出し、検出値を示す信号を出力する。
【００３６】
演算回路４３は、電圧検出器４１および電流検出器４２の出力信号に基づいて、発熱素子３７の抵抗値Ｒ＝Ｖ／Ｉを求める。記憶部４４には、発熱素子３７の抵抗値Ｒと温度Ｔの関係を示すテーブルまたは数式が格納されている。演算回路４３は、記憶部４４に格納されたテーブルまたは数式に基づいて、求めた抵抗値Ｒに対応する温度Ｔを求め、求めた温度Ｔを示す信号φＴを出力する。
【００３７】
液冷媒１５ｂの液面が発熱素子３７よりも上にある場合、発熱素子３７から液冷媒１５ｂに熱が伝導するので、発熱素子３７の温度Ｔは比較的低くなる。逆に、液冷媒１５ｂの液面が発熱素子３７よりも下にある場合、発熱素子３７から液冷媒１５ｂに熱が伝導しないので、発熱素子３７の温度Ｔは比較的高くなる。したがって、発熱素子３７に一定の電力を供給した場合における発熱素子３７の温度Ｔ（すなわち抵抗値Ｒ）を検出することにより、液冷媒１５ｂの液面が発熱素子３７よりも上にあるか下にあるかを判別することができる。
【００３８】
制御装置１４は、演算回路４３の出力信号φＴによって示される発熱素子３７の温度Ｔが予め定められたしきい値温度Ｔｔｈよりも低い場合（Ｔ＜Ｔｔｈ）、液冷媒１５ｂの液面の位置が発熱素子３７よりも上であると判別する。制御装置１４は、演算回路４３の出力信号φＴによって示される発熱素子３７の温度Ｔが予め定められたしきい値温度Ｔｔｈよりも高い場合（Ｔ＞Ｔｔｈ）、液冷媒１５ｂの液面の位置が発熱素子３７よりも下であると判別する。制御装置１４は、その判別結果に基づいて冷凍サイクル装置全体を制御する。
【００３９】
たとえば制御装置１４は、演算回路４３の出力信号φＴに基づいて、液冷媒１５ｂが液溜め容器３０からオーバーフローするか否かを判定したり、冷媒回路に充填されている冷媒１５が漏洩しているか否かを判定したり、冷凍サイクル装置を設置した後に冷媒１５を充填する場合に冷媒１５の充填量を検出したりする。
【００４０】
ここで、冷凍サイクル装置の動作について説明する。図１において、冷凍サイクル装置の運転が開始されると、圧縮機１の運転が開始され、冷媒１５が冷媒回路を矢印の方向に循環する。送風機５，８の運転が開始され、凝縮器４および蒸発器７における熱交換が促進される。
【００４１】
アキュムレータ９を通過したガス冷媒１５ａは、圧縮機１によって圧縮されて高温で高圧のガス冷媒１５ａとなる。圧縮機１からガス冷媒１５ａとともに吐出された潤滑油１６は、オイルセパレータ２によって回収され、バイパス弁３を介して圧縮機１の吸込口に戻される。オイルセパレータ２を通過した高温で高圧のガス冷媒１５ａは、凝縮器４で凝縮されて高圧の液冷媒１５ｂとなる。高圧の液冷媒１５ｂは、膨張装置６によって減圧され、蒸発器７で蒸発してガス冷媒１５ａになる。
【００４２】
蒸発器７を通過した冷媒１５のうちの液冷媒１５ｂは、アキュムレータ９の液貯め容器３０に貯留される。アキュムレータ９を通過したガス冷媒１５ａは、再び圧縮機１で圧縮される。アキュムレータ９の液貯め容器３０に貯留された液冷媒１５ｂは、連通管１１，１２を介してモニタ容器１０に流れる。モニタ容器１０内の液冷媒１５ｂの液面の高さは、液貯め容器３０内の液冷媒１５ｂの液面の高さと同レベルになる。
【００４３】
制御装置１４からモニタ容器１０内の発熱素子３７に一定の電力が供給され、発熱素子３７の抵抗値Ｒに基づいて発熱素子３７の温度Ｔが検出される。制御装置１４は、発熱素子３７の温度Ｔに基づいてモニタ容器１０内の液冷媒１５ｂの液面の高さを検出する。
【００４４】
図６は、本実施の形態１の比較例を示す断面図であって、図３と対比される図である。図６を参照して、比較例が実施の形態１と異なる点は、連通管１１，１２がそれぞれ連通管５１，５２で置換されている点である。発熱センサ１３の図示は省略されている。連通管５１，５２の各々は、Ｉ型の配管である。連通管５１は、水平方向に配置され、液貯め容器３０の側面の上部とモニタ容器１０の側面の上部との間に接続される。液貯め容器３０内の上部は、連通管５１を介してモニタ容器１０内の上部に連通している。液貯め容器３０内のガス冷媒１５ａは、連通管５１を介してモニタ容器１０内の上部に流入する。
【００４５】
連通管５２は、水平方向に配置され、液貯め容器３０の側面の下部とモニタ容器１０の側面の下部との間に接続される。液貯め容器３０内の下部の液冷媒１５ｂは、連通管５１を介してモニタ容器１０内の下部に流入する。これにより、モニタ容器１０内の液冷媒１５ｂの液面の高さは、液貯め容器３０の液冷媒１５ｂの液面の高さと同じになる。すなわち、連通管５１は、液貯め容器３０の第１の位置とモニタ容器１０の第３の位置との間に接続され、液貯め容器３０の内部とモニタ容器１０の内部とを連通させる。連通管５２は、液貯め容器３０の第１の位置よりも下方の第２の位置とモニタ容器１０の第３の位置よりも下方の第４の位置との間に接続され、液貯め容器３０の内部とモニタ容器１０の内部とを連通させる。
【００４６】
冷凍サイクル装置が運転されると、流入管３１の先端から液貯め容器３０内にガス冷媒１５ａが水平方向に噴出され、それにより液貯め容器３０内においてガス冷媒１５ａおよび液冷媒１５ｂの旋回流が発生し、液貯め容器３０の内周面に垂直な方向の動圧Ｆ１が発生する。この動圧Ｆ１の方向と連通管５１が延在する方向とが同じであるので、動圧Ｆ１が連通管５１を介してモニタ容器１０内の液冷媒１５ｂに伝わり、モニタ容器１０内の液冷媒１５ｂの液面が図中の矢印Ａの方向（上下方向）に変動する。このため、液冷媒１５ｂの液面の位置を正確に検出することはできない。
【００４７】
これに対して本実施の形態１では、図３に示すように、連通管１１の一方端部が液貯め容器３０の上面に対して垂直に設けられ、連通管１２の一方端部が液貯め容器３０の下面に対して垂直に設けられている。したがって、連通管１１の一方端部の方向Ｂと動圧Ｆ１の方向とが直交し、連通管１２の一方端部の方向と動圧Ｆ１の方向とが直交しているので、動圧Ｆ１が連通管１１，１２を介してモニタ容器１０内の液冷媒１５ｂの液面に及ぼす影響を小さくすることができる。このため、冷凍サイクル装置が運転された場合でも、モニタ容器１０内の液冷媒１５ｂの液面が変動することを防止することができ、液冷媒１５ｂの液面の位置を正確に検出することができる。
【００４８】
液冷媒１５ｂの液面の高さの検出結果は、たとえば、液貯め容器３０において液冷媒１５ｂの液面の高さが流出管３２の吸込口よりも上昇することを防止するために使用される。液冷媒１５ｂの液面の高さが流出管３２の吸込口よりも上昇すると、液冷媒１５ｂが圧縮機１に吸い込まれ、圧縮機１が故障してしまう。したがって、液冷媒１５ｂの液面の高さを正確に検出することにより、圧縮機１の信頼性を高めることができる。
【００４９】
液冷媒１５ｂの液面の高さの検出結果は、冷凍サイクル装置を建物などに設置した後に、冷媒１５を冷媒回路内に充填するときに、液貯め容器３０内の液冷媒１５ｂの液量を検出するために使用される。したがって、液冷媒１５ｂの液面の高さを正確に検出することにより、冷媒回路への冷媒１５の過充填を防止することができる。
【００５０】
さらに、液冷媒１５ｂの液面の高さの検出結果は、冷媒回路に充填された冷媒１５の漏洩の有無を、冷凍サイクル装置の運転中に把握するために使用される。したがって、液冷媒１５ｂの液面の高さを正確に検出することにより、冷媒１５の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。冷媒１５が可燃性である場合には、冷媒１５の漏洩を早期に検出し、冷媒１５に引火することを防止することができる。
【００５１】
液冷媒１５ｂの液面の高さを誤って検出した場合には、冷凍サイクル装置を正常に運転することができないばかりか、機器の故障を発生してしまう。たとえば、液冷媒１５ｂの液面の高さがしきい値高さを超えたと誤って検知した場合には、制御装置１４は、液貯め容器３０内の液冷媒１５ｂを減らし凝縮器４内の液冷媒１５ｂが増加するように、蒸発器７の出口過熱度を高めにして、過熱したガス冷媒１５ａを液貯め容器３０に流入させる。しかし、誤検知により必要以上の液冷媒１５ｂが凝縮器４に集まるため、凝縮器４における圧力が異常に高くなり、正常に運転することができなくなってしまう。
【００５２】
なお、本実施の形態１では、発熱する機能と温度Ｔに応じて抵抗値Ｒが変化する機能との両方を有する発熱素子３７を用いた場合について説明したが、これに限るものではなく、発熱体（たとえば抵抗素子）と温度センサ（たとえばサーミスタ）を含む発熱素子を用いても構わない。
【００５３】
本実施の形態１では、発熱センサ１３をモニタ容器１０内に設けたが、発熱センサ１３をモニタ容器１０の外面に設けても、液冷媒１５ｂの液面の高さを検出することは可能である。
【００５４】
本実施の形態１では、アキュムレータ９およびモニタ容器１０を冷媒回路の低圧側に設けたが、アキュムレータ９およびモニタ容器１０を冷媒回路の高圧側に設けてもよい。
【００５５】
本実施の形態１では、電源回路４０、電圧検出器４１、電流検出器４２、演算回路４３、および記憶部４４を制御装置１４内に設けたが、これに限るものではなく、電源回路４０、電圧検出器４１、電流検出器４２、演算回路４３、および記憶部４４と制御装置１４とを別々に設け、演算回路４３の出力信号φＴを制御装置１４に無線で送信してもよい。
【００５６】
以下、本実施の形態１の種々の変更例について説明する。図７は、実施の形態１の変更例を示す断面図であって、図４と対比される図である。図７を参照して、この変更例では、モニタ容器１０内に３つの発熱素子３７Ａ〜３７Ｃが設けられる。モニタ容器１０の底を基準とする発熱素子３７Ａ〜３７Ｃの高さをそれぞれｈ１〜ｈ３とすると、ｈ１＜ｈ２＜ｈ３である。図７では、液冷媒１５ｂの液面が発熱素子３７Ａと発熱素子３７Ｂの間にある場合が示されている。
【００５７】
制御装置１４は、発熱素子３７Ａ〜３７Ｃの各々に一定の電力を供給し、発熱素子３７Ａ〜３７Ｃの温度Ｔ１〜Ｔ３に基づいて、液冷媒１５ｂの液面の高さｈを求める。図７の例では、発熱素子３７Ａが液冷媒１５ｂ内にあり、発熱素子３７Ｂ，３７Ｃがガス冷媒１５ａ内にあるので、発熱素子３７Ａの温度Ｔ１がしきい値温度Ｔｔｈよりも低くなり、発熱素子３７Ｂ，３７Ｃの温度Ｔ２，Ｔ３がしきい値温度Ｔｔｈよりも高くなる。この場合、制御装置１４は、液冷媒１５ｂの液面の高さｈは、ｈ１とｈ２の間にあると判別する。
【００５８】
この変更例では、高さの異なる複数の発熱素子３７Ａ〜３７Ｃをモニタ容器１０内に設けたので、実施の形態１よりも液冷媒１５ｂの液面の高さｈを正確に検出することができる。
【００５９】
なお、図７の例では、発熱素子３７Ａの温度Ｔ１が発熱素子３７Ｂ，３７Ｃの温度Ｔ２，Ｔ３よりも低くなる（Ｔ１＜Ｔ２≒Ｔ３）。発熱素子３７Ａ〜３７ＣがＰＴＣ素子である場合、発熱素子３７Ａの抵抗値Ｒ１が発熱素子３７Ｂ，３７Ｃの抵抗値Ｒ２，Ｒ３よりも小さくなる（Ｒ１＜Ｒ２≒Ｒ３）。発熱素子３７Ａ〜３７ＣがＮＴＣ素子である場合、発熱素子３７Ａの抵抗値Ｒ１が発熱素子３７Ｂ，３７Ｃの抵抗値Ｒ２，Ｒ３よりも大きくなる（Ｒ１＞Ｒ２≒Ｒ３）。したがって、発熱素子３７Ａ〜３７Ｃの抵抗値Ｒ１〜Ｒ３の大小関係を比較し、比較結果に基づいて液冷媒１５ｂの液面の高さｈを検出することも可能である。
【００６０】
図８は、実施の形態１の他の変更例を示す断面図であって、図４と対比される図である。図８を参照して、この変更例が実施の形態１と異なる点は、発熱センサ１３が容量センサ５５で置換されている点である。容量センサ５５は、２つの電極５６，５７を含む。電極５６，５７は、モニタ容器１０内に垂直に配置され、かつ一定の距離を開けて互いに平行に配置されており、コンデンサを構成する。電極５６，５７の下端が液冷媒１５ｂに浸かっているか否かによって電極５６，５７間の容量値が変化する。たとえば、液冷媒１５ｂの液面が電極５６，５７の下端よりも上にある場合の容量値は、液冷媒１５ｂの液面が電極５６，５７の下端よりも下にある場合の容量値よりも大きくなる。制御装置１４は、電極５６，５７間の容量値を検出し、その検出値に基づいて、液冷媒１５ｂの液面が電極５６，５７の下端よりも上であるか下であるかを判別する。この変更例では、液冷媒１５ｂの液面の高さｈを容易に検出することができる。
【００６１】
図９は、実施の形態１のさらに他の変更例を示す断面図であって、図４と対比される図である。図９を参照して、この変更例が実施の形態１と異なる点は、発熱センサ１３が振動センサ６０で置換されている点である。振動センサ６０は、モニタ容器１０の底に設けられて制御装置１４からの制御信号によって制御され、モニタ容器１０内に振動波を出射し、液冷媒１５ｂの液面で反射した振動波を受信し、受信した振動波を示す信号を制御装置１４に出力する。振動波は、たとえば超音波である。
【００６２】
制御装置１４は、振動センサ６０から出射された振動波（すなわち振動センサ６０に与えた制御信号）と、液冷媒１５ｂの液面で反射して振動センサ６０に入射した振動波（すなわち振動センサ６０の出力信号）とに基づいて、振動センサ６０から液冷媒１５ｂの液面までの距離（すなわち液冷媒１５ｂの液面の高さｈ）を求める。この変更例でも、液冷媒１５ｂの液面の高さｈを検出することができる。
【００６３】
図１０は、実施の形態１のさらに他の変更例を示す断面図であって、図９と対比される図である。図１０を参照して、この変更例が図９の変更例と異なる点は、振動センサ６０が振動センサ６５で置換されている点である。振動センサ６５は、モニタ容器１０の一方側側面に設けられた送波器６６および受波器６７を含む。送波器６６は、制御装置１４からの制御信号によって制御され、モニタ容器１０内に振動波を出射する。受波器６７は、モニタ容器１０内で反射した振動波を受信し、受信した振動波を示す信号を制御装置１４に出力する。振動波は、たとえば超音波である。液冷媒１５ｂ内における振動波の伝搬状態は、ガス冷媒１５ａ内における振動波の伝搬状態と異なる。
【００６４】
制御装置１４は、送波器６６から出射された振動波（すなわち送波器６６に与えた制御信号）と、モニタ容器１０内で反射して受波器６７に入射した振動波（すなわち受波器６７の出力信号）とに基づいて、振動波が主に液冷媒１５ｂの液面の上を通過したか下を通過したかを判別し、液冷媒１５ｂの液面の高さｈを求める。この変更例でも、液冷媒１５ｂの液面の高さｈを検出することができる。
【００６５】
図１１は、実施の形態１のさらに他の変更例を示す断面図であって、図１０と対比される図である。図１１を参照して、この変更例が図１０の変更例と異なる点は、振動センサ６５が光センサ７０で置換されている点である。光センサ７０は、互いに対向して設けられた発光器７１および受光器７２を含む。発光器７１は、モニタ容器１０の一方側側面に設けられて制御装置１４からの制御信号によって制御され、モニタ容器１０内に光を出射する。受光器７２は、モニタ容器１０の他方側側面に設けられ、モニタ容器１０内を通過した光を受け、受けた光を示す信号を制御装置１４に出力する。液冷媒１５ｂ内における光の伝搬状態は、ガス冷媒１５ａ内における光の伝搬状態と異なる。
【００６６】
制御装置１４は、発光器７１から出射された光（すなわち発光器７１に与えた制御信号）と、モニタ容器１０内を通過して受光器７２に入射した光（すなわち受光器７２の出力信号）とに基づいて、光が主に液冷媒１５ｂの液面の上を通過したか下を通過したかを判別し、液冷媒１５ｂの液面の高さｈを求める。この変更例でも、液冷媒１５ｂの液面の高さｈを検出することができる。
【００６７】
なお、発光器７１および受光器７２の両方をモニタ容器１０の一方側側面に設け、モニタ容器１０の他方側側面に反射器を設けてもよい。この場合、発光器７１および受光器７２を含む１つの光センサを設けてもよい。
【００６８】
[実施の形態２]
図１２（ａ）は、この発明の実施の形態２による冷凍サイクル装置の要部を示す断面図であって、図３（ａ）と対比される図である。図１２（ａ）を参照して、この冷凍サイクル装置が実施の形態１の冷凍サイクル装置と異なる点は、連通管１１，１２が連通管７５，７６と置換されている点である。
【００６９】
連通管７５，７６の各々は、Ｉ型の冷媒配管の一方端部を直角に屈曲させるとともに、冷媒配管の他方端部を一方端部と同方向に屈曲させたものである。連通管７５，７６の各々の中央部は水平方向に配置され、連通管７５，７６の各々の両端部は垂直方向に配置される。液貯め容器３０は、円柱状の中空の容器である。
【００７０】
連通管７５の一方端は液貯め容器３０の上端面の中央の孔に接続され、連通管７５の他方端はモニタ容器１０の上端面の孔に接続されている。液貯め容器３０内の上端部は、連通管７５を介してモニタ容器１０内の上端部に連通している。液貯め容器３０内の上端部のガス冷媒１５ａは、連通管７５介してモニタ容器１０内の上端部に流入する。
【００７１】
連通管７６の一方端は液貯め容器３０の下端面の孔に接続され、連通管７６の他方端はモニタ容器１０の下端面の孔に接続されている。液貯め容器３０内の下端部は、連通管７６を介してモニタ容器１０内の下端部に連通している。液貯め容器３０内の下端部の液冷媒１５ｂは、連通管７６を介してモニタ容器１０内の下端部に流入する。これにより、モニタ容器１０内の液冷媒１５ｂの液面の高さは、液貯め容器３０の液冷媒１５ｂの液面の高さと同じになる。
【００７２】
図１２（ｂ）は、流入管３１ａと液貯め容器３０を上方から見た図である。液貯め容器３０の上端面は、円形である。液貯め容器３０の中心軸をＺ軸とし、Ｚ軸と直交する水平面をＸＹ平面とする。流入管３１の他方端部３１ａは、噴射口をＸ軸とＹ軸の交点に向けて、Ｘ軸に沿うように配置されている。したがって、流入管３１の噴射口は、上方から見ると、液貯め容器３０の中心軸よりも液貯め容器３０の内周面側に配置されている。
【００７３】
流入管３１の噴射口から液貯め容器３０内にガス冷媒１５ａが水平方向に噴出されると、それにより液貯め容器３０内においてガス冷媒１５ａおよび液冷媒１５ｂの旋回流が発生し、液貯め容器３０の内周面に垂直な方向の動圧Ｆ１が発生する。本実施の形態２では、流入管３１の噴射口と液貯め容器３０の内周面との間の距離を大きくしたので、ガス冷媒１５ａおよび液冷媒１５ｂの旋回流を抑制し、液貯め容器３０の内周面に垂直な方向の動圧Ｆ１を低減することができる。
【００７４】
さらに、本実施の形態２では、連通管７５の一方端部７５ａが液貯め容器３０の上端面に対して垂直に設けられ、連通管７６の一方端部７６ａが液貯め容器３０の下端面に対して垂直に設けられている。したがって、連通管７５の一方端部７５ａの方向Ｂと動圧Ｆ１の方向とが直交し、連通管７６の一方端部７６ａの方向と動圧Ｆ１の方向とが直交している。さらに、連通管７５の一方端を液貯め容器３０の上端面の中心に接続し、連通管７６の一方端を液貯め容器３０の下端面の中心に接続したので、連通管７５，７６の一方端と動圧Ｆ１が加えられる液貯め容器３０の内周面との距離を大きくすることができる。したがって、動圧Ｆ１が連通管７５，７６を介してモニタ容器１０内の液冷媒１５ｂの液面に及ぼす影響を小さくすることができ、モニタ容器１０内の液冷媒１５ｂの液面の変動を小さく抑制することができる。よって、液冷媒１５ｂの液面の位置を正確に検出することができる。
【００７５】
[実施の形態３]
図１３は、この発明の実施の形態３による冷凍サイクル装置の要部を示す断面図であって、図６と対比される図である。図１３を参照して、この冷凍サイクル装置が図６の冷凍サイクル装置と異なる点は、遮蔽板８１，８２が追加されている点である。遮蔽板８１，８２は、遮蔽部材を構成する。
【００７６】
遮蔽板８１，８２は、液貯め容器３０の内周面に設けられている。遮蔽板８１の上端は連通管５１の入口の上の内周面に固定され、遮蔽板８１の下端は斜め下に向けられている。遮蔽板８２の上端は連通管５２の入口の上の内周面に固定され、遮蔽板８２の下端は斜め下に向けられている。液貯め容器３０の内側から見ると、遮蔽板８１，８２は、それぞれ連通管５１，５２の入口を覆うように設けられている。遮蔽板８１は、液貯め容器３０から連通管５１に流入する冷媒１５の速度を低減させる。遮蔽板８２は、液貯め容器３０から連通管５２に流入する冷媒１５の速度を低減させる。
【００７７】
本実施の形態３では、連通管５１，５２の入口に遮蔽板８１，８２を設けたので、ガス冷媒１５ａおよび液冷媒１５ｂの旋回流によって発生する動圧Ｆ１が連通管５１，５２を介してモニタ容器１０内の液冷媒１５ｂの液面に及ぼす影響を小さくすることができる。したがって、モニタ容器１０内の液冷媒１５ｂの液面の変動を小さく抑制することができ、液冷媒１５ｂの液面の位置を正確に検出することができる。
【００７８】
[実施の形態４]
図１４は、この発明の実施の形態４による冷凍サイクル装置の要部を示す断面図であって、図６と対比される図である。図１４を参照して、この冷凍サイクル装置が図６の冷凍サイクル装置と異なる点は、連通管５１，５２がそれぞれ連通管８５，８６で置換されている点である。
【００７９】
連通管８５，８６の各々は、Ｉ型に形成されている。連通管８５の一方端部８５ａは毛細管で構成され、連通管８５の他方端部８５ｂは配管で構成されている。連通管８５の一方端部８５ａ（第１の部分）の内径は、流入管３１の内径の１／３以下であり、他方端部８５ｂの内径よりも小さい。連通管８６の一方端部８６ａは毛細管で構成され、連通管８６の他方端部８６ｂは配管で構成されている。連通管８６の一方端部８６ａの内径は、流入管３１の内径の１／３以下であり、他方端部８５ｂの内径よりも小さい。
【００８０】
連通管８５，８６の各々は、水平方向に配置される。連通管８５の一方端部８５ａは、液貯め容器３０の側面の上部を貫通している。連通管８５の他方端部８５ｂは、モニタ容器１０の側面の上部に接続される。液貯め容器３０内の上部は、連通管８５を介してモニタ容器１０内の上部に連通している。液貯め容器３０内の上部のガス冷媒１５ａは、連通管８５を介してモニタ容器１０内の上部に流入する。
【００８１】
連通管８６の一方端部８６ａは、液貯め容器３０の側面の下部を貫通している。連通管８６の他方端部８６ｂは、モニタ容器１０の側面の下部に接続される。液貯め容器３０内の下部は、連通管８６を介してモニタ容器１０内の下部に連通している。液貯め容器３０内の下部の液冷媒１５ｂは、連通管８６を介してモニタ容器１０内の底部に流入する。これにより、モニタ容器１０内の液冷媒１５ｂの液面の高さは、液貯め容器３０の液冷媒１５ｂの液面の高さと同じになる。
【００８２】
本実施の形態４では、連通管８５，８６の各々の少なくとも一部を毛細管で構成したので、液貯め容器３０から連通管８５，８６に流入する冷媒１５の速度を低減させることができる。したがって、ガス冷媒１５ａおよび液冷媒１５ｂの旋回流によって発生する動圧Ｆ１が連通管８５，８６を介してモニタ容器１０内の液冷媒１５ｂの液面に及ぼす影響を小さくすることができ、モニタ容器１０内の液冷媒１５ｂの液面の変動を小さく抑制することができる。このため、液冷媒１５ｂの液面の位置を正確に検出することができる。
【００８３】
[実施の形態５]
図１５は、この発明の実施の形態５による冷凍サイクル装置の要部を示す断面図であって、図１３と対比される図である。図１５を参照して、この冷凍サイクル装置が実施の形態３の冷凍サイクル装置と異なる点は、遮蔽板８１，８２、連通管５１，５２、モニタ容器１０、および発熱センサ１３が圧縮機１の油貯め部２６に設けられている点である。本実施の形態５では、油貯め部２６は潤滑油１６を貯留する液貯め容器を構成する。
【００８４】
圧縮機１のハウジング２０の下端部は油貯め部２６を構成する。連通管５１は、水平に配置され、油貯め部２６の上部とモニタ容器１０の上部との間に接続される。連通管５２は、水平に配置され、油貯め部２６の下部とモニタ容器１０の下部との間に接続される。圧縮機１を運転すると、ハウジング２０内のガス冷媒１５ａおよび潤滑油１６に旋回流が発生し、水平方向の動圧Ｆ１が発生する。
【００８５】
遮蔽板８１，８２は、油貯め部２６の内周面に設けられている。遮蔽板８１の上端は連通管５１の入口の上の内周面に固定され、遮蔽板８１の下端は斜め下に向けられている。遮蔽板８２の上端は連通管５２の入口の上の内周面に固定され、遮蔽板８２の下端は斜め下に向けられている。油貯め部２６の内側から見ると、遮蔽板８１，８２は、それぞれ連通管５１，５２の入口を覆うように設けられている。遮蔽板８１は、油貯め部２６から連通管５１に流入するガス冷媒１５ａ（または潤滑油１６）の速度を低減させる。遮蔽板８２は、液貯め容器３０から連通管５２に流入する潤滑油１６（またはガス冷媒１５ａ）の速度を低減させる。
【００８６】
本実施の形態５では、連通管５１，５２の入口に遮蔽板８１，８２を設けたので、ガス冷媒１５ａおよび潤滑油１６の旋回流によって発生する動圧Ｆ１が連通管５１，５２を介してモニタ容器１０内の潤滑油１６の液面に及ぼす影響を小さくすることができる。したがって、モニタ容器１０内の潤滑油１６の液面の変動を小さく抑制することができ、潤滑油１６の液面の位置を正確に検出することができる。
【００８７】
なお、圧縮機１内の潤滑油１６が多過ぎると、モータ部２４が潤滑油１６で満たされて効率が低下する。逆に、圧縮機１内の潤滑油１６が少な過ぎると、圧縮部２３に潤滑油１６を供給することができず、摩擦が大きくなって故障が発生する。したがって、圧縮機１内の潤滑油１６の量を適正量に調整する必要がある。
【００８８】
圧縮機１の油貯め部２６における潤滑油１６の液面が低過ぎるにもかかわらず潤滑油１６の液面が高いと誤って検知した場合には、圧縮機１において潤滑油１６が不足しているにもかかわらず潤滑油１６が足りていると制御装置１４が判別してしまう。このため、圧縮機１において潤滑油１６が不足し、圧縮機１が故障する恐れがある。しかし、本実施の形態５では、圧縮機１の油貯め部２６における潤滑油１６の液面の高さ（すなわち潤滑油１６の量）を正確に検知できるので、潤滑油１６が不足して圧縮機１が故障することを防止することができる。
【００８９】
[実施の形態６]
図１６は、この発明の実施の形態６による冷凍サイクル装置の要部を示す断面図であって、図１４と対比される図である。図１６を参照して、この冷凍サイクル装置が実施の形態４の冷凍サイクル装置と異なる点は、連通管８５，８６、モニタ容器１０、および発熱センサ１３が圧縮機１の油貯め部２６に設けられている点である。本実施の形態６では、油貯め部２６は潤滑油１６を貯留する液貯め容器を構成する。
【００９０】
圧縮機１のハウジング２０の下端部は、油貯め部２６を構成する。連通管８５，８６の各々は、Ｉ型に形成されている。連通管８５の一方端部８５ａは毛細管で構成され、連通管８５の他方端部８５ｂは配管で構成されている。連通管８５の一方端部８５ａの内径は、流入管３１の内径の１／３以下である。連通管８６の一方端部８６ａは毛細管で構成され、連通管８６の他方端部８６ｂは配管で構成されている。連通管８６の一方端部８６ａの内径は、流入管３１の内径の１／３以下である。
【００９１】
連通管８５，８６の各々は、水平方向に配置される。連通管８５の一方端部８５ａは、油貯め部２６の側面の上部を貫通している。連通管８５の他方端部８５ｂは、モニタ容器１０の側面の上部に接続される。油貯め部２６内の上部は、連通管８５を介してモニタ容器１０内の上部に連通している。油貯め部２６内の上部のガス冷媒１５ａ（または潤滑油１６）は、連通管８５を介してモニタ容器１０内の上部に流入する。
【００９２】
連通管８６の一方端部８６ａは、油貯め部２６の側面の下部を貫通している。連通管８６の他方端部８６ｂは、モニタ容器１０の側面の下部に接続される。油貯め部２６内の下部は、連通管８６を介してモニタ容器１０内の下部に連通している。油貯め部２６内の下部の潤滑油１６（またはガス冷媒１５ａ）は、連通管８６を介してモニタ容器１０内の下部に流入する。これにより、モニタ容器１０内の潤滑油１６の液面の高さは、油貯め部２６の潤滑油１６の液面の高さと同じになる。
【００９３】
本実施の形態６では、連通管８５，８６の各々の少なくとも一部を毛細管で構成したので、油貯め部２６から連通管８５，８６に流入するガス冷媒１５ａまたは潤滑油１６の速度を低減させることができる。したがって、ガス冷媒１５ａおよび潤滑油１６の旋回流によって発生する動圧Ｆ１が連通管８５，８６を介してモニタ容器１０内の潤滑油１６の液面に及ぼす影響を小さくすることができ、モニタ容器１０内の潤滑油１６の液面の変動を小さく抑制することができる。このため、潤滑油１６の液面の位置を正確に検出することができる。
【００９４】
[実施の形態７]
図１７（ａ）は、この発明の実施の形態７による冷凍サイクル装置の要部を示す断面図であって、図１２（ａ）と対比される図である。図１７（ａ）を参照して、この冷凍サイクル装置が実施の形態２の冷凍サイクル装置と異なる点は、連通管７５，７６、モニタ容器１０、および発熱センサ１３がオイルセパレータ２に設けられている点である。本実施の形態７では、オイルセパレータ２は、潤滑油１６を貯留する液貯め容器を構成する。
【００９５】
オイルセパレータ２は、円柱状の中空の容器である。冷媒配管Ｐ２の端部が水平に配置され、その先端がオイルセパレータ２の側壁の中央部の孔に接続されている。冷媒配管Ｐ３の端部は、垂直に配置され、オイルセパレータ２の上端面の端部の孔に接続されている。配管Ｐ７の端部は、垂直に配置され、オイルセパレータ２の下端面の端部の孔に接続されている。
【００９６】
圧縮機１から吐出されたガス冷媒１５ａは、冷媒配管Ｐ２の先端からオイルセパレータ２内において略水平方向に噴射される。圧縮機１は、ガス冷媒１５ａとともに潤滑油１６も噴射する。潤滑油１６は、オイルセパレータ２の下部に貯留される。オイルセパレータ２を通過したガス冷媒１５ａは、冷媒配管Ｐ３を介して凝縮器４に供給される。オイルセパレータ２の下部に貯留された潤滑油１６は、配管Ｐ７を介してバイパス弁３に供給される。
【００９７】
連通管７５，７６の各々は、Ｉ型の冷媒配管の一方端部を直角に屈曲させるとともに、冷媒配管の他方端部を一方端部と同方向に屈曲させたものである。連通管７５，７６の各々の中央部は水平方向に配置され、連通管７５，７６の各々の両端部は垂直方向に配置される。
【００９８】
連通管７５の一方端はオイルセパレータ２の上端面の中央の孔に接続され、連通管７５の他方端はモニタ容器１０の上端面の孔に接続されている。オイルセパレータ２内の上端部は、連通管７５を介してモニタ容器１０内の上端部に連通している。オイルセパレータ２内の上端部のガス冷媒１５ａ（または潤滑油１６）は、連通管７５介してモニタ容器１０内の上端部に流入する。
【００９９】
連通管７６の一方端はオイルセパレータ２の下端面の中央の孔に接続され、連通管７６の他方端はモニタ容器１０の下端面の孔に接続されている。オイルセパレータ２内の下端部は、連通管７６を介してモニタ容器１０内の下端部に連通している。オイルセパレータ２内の下端部の潤滑油１６（またはガス冷媒１５ａ）は、連通管７６を介してモニタ容器１０内の下端部に流入する。これにより、モニタ容器１０内の潤滑油１６の液面の高さは、オイルセパレータ２の潤滑油１６の液面の高さと同じになる。
【０１００】
図１７（ｂ）は、オイルセパレータ２を上方から見た図である。オイルセパレータ２の上端面は、円形である。オイルセパレータ２の中心軸をＺ軸とし、Ｚ軸と直交する水平面をＸＹ平面とする。冷媒配管Ｐ２の端部は、噴射口をＸ軸とＹ軸の交点に向けて、Ｘ軸に沿うように配置されている。
【０１０１】
冷媒配管Ｐ２の噴射口からオイルセパレータ２内にガス冷媒１５ａが略水平方向に噴出されると、それによりオイルセパレータ２内においてガス冷媒１５ａおよび潤滑油１６の旋回流が発生し、オイルセパレータ２の内周面に垂直な方向の動圧Ｆ１が発生する。本実施の形態７では、冷媒配管Ｐ２の噴射口とそれに対向するオイルセパレータ２の内周面との間の距離を大きくしたので、ガス冷媒１５ａおよび潤滑油１６の旋回流を抑制し、オイルセパレータ２の内周面に垂直な方向の動圧Ｆ１を低減することができる。
【０１０２】
さらに、本実施の形態７では、連通管７５の一方端部７５ａがオイルセパレータ２の上端面に対して垂直に設けられ、連通管７６の一方端部７６ａがオイルセパレータ２の下端面に対して垂直に設けられている。連通管７５の一方端部７５ａの方向Ｂと動圧Ｆ１の方向とが直交し、連通管７６の一方端部７６ａの方向と動圧Ｆ１の方向とが直交している。連通管７５の一方端をオイルセパレータ２の上端面の中心に接続し、連通管７６の一方端をオイルセパレータ２の下端面の中心に接続したので、連通管７５，７６の各々の一方端と動圧Ｆ１が加えられるオイルセパレータ２の内周面との距離を大きくすることができる。したがって、動圧Ｆ１が連通管７５，７６を介してモニタ容器１０内の潤滑油１６の液面に及ぼす影響を小さくすることができ、モニタ容器１０内の潤滑油１６の液面の変動を小さく抑制することができる。このため、潤滑油１６の液面の位置を正確に検出することができる。
【０１０３】
なお、オイルセパレータ２内の潤滑油１６の液面が低いにもかかわらず高いと誤って検知した場合には、オイルセパレータ２内の潤滑油１６が少ないにもかかわらずバイパス弁３を開けてしまう恐れがある。その場合は、圧縮されたガス冷媒１５ａが圧縮機１の吸込口に戻り、冷凍サイクル装置全体の効率が低下してしまう。さらに、圧縮機１の吸込過熱度が高くなり、吐出温度が異常に上昇し、圧縮機１が故障してしまう。しかし、本実施の形態７では、オイルセパレータ２内の潤滑油１６の量を正確に検出することができるので、圧縮機１の故障を防止することができ、冷凍サイクル装置を高効率で運転することができる。
【０１０４】
[実施の形態８]
図１８は、この発明の実施の形態８による冷凍サイクル装置の要部を示す断面図であって、図１３と対比される図である。図１８を参照して、この冷凍サイクル装置が図１３の冷凍サイクル装置と異なる点は、遮蔽板８１，８２、連通管５１，５２、モニタ容器１０、および発熱センサ１３がオイルセパレータ２に設けられている点である。
【０１０５】
遮蔽板８１，８２は、オイルセパレータ２の内周面に設けられている。遮蔽板８１の上端は連通管５１の入口の上の内周面に固定され、遮蔽板８１の下端は斜め下に向けられている。遮蔽板８２の上端は連通管５２の入口の上の内周面に固定され、遮蔽板８２の下端は斜め下に向けられている。オイルセパレータ２の内側から見ると、遮蔽板８１，８２は、それぞれ連通管５１，５２の入口を覆うように設けられている。遮蔽板８１は、オイルセパレータ２から連通管５１に流入するガス冷媒１５ａ（または潤滑油１６）の速度を低減させる。遮蔽板８２は、オイルセパレータ２から連通管５２に流入する潤滑油１６（またはガス冷媒１５ａ）の速度を低減させる。
【０１０６】
本実施の形態８では、連通管５１，５２の入口に遮蔽板８１，８２を設けたので、ガス冷媒１５ａおよび潤滑油１６の旋回流によって発生する動圧Ｆ１が連通管５１，５２を介してオイルセパレータ２内の潤滑油１６の液面に及ぼす影響を小さくすることができる。したがって、モニタ容器１０内の潤滑油１６の液面の変動を小さく抑制することができ、潤滑油１６の液面の位置を正確に検出することができる。
【０１０７】
[実施の形態９]
図１９は、この発明の実施の形態９による冷凍サイクル装置の要部を示す断面図であって、図１４と対比される図である。図１９を参照して、この冷凍サイクル装置が図１４の冷凍サイクル装置と異なる点は、連通管８５，８６、モニタ容器１０、および発熱センサ１３がオイルセパレータ２に設けられている点である。
【０１０８】
連通管８５，８６の各々は、Ｉ型に形成されている。連通管８５の一方端部８５ａは毛細管で構成され、連通管８５の他方端部８５ｂは配管で構成されている。連通管８５の一方端部８５ａの内径は、冷媒配管Ｐ２の内径の１／３以下である。連通管８６の一方端部８６ａは毛細管で構成され、連通管８６の他方端部８６ｂは配管で構成されている。連通管８６の一方端部８６ａの内径は、冷媒配管Ｐ２の内径の１／３以下である。
【０１０９】
連通管８５，８６の各々は、水平方向に配置される。連通管８５の一方端部８５ａは、オイルセパレータ２の側面の上部を貫通している。連通管８５の他方端部８５ｂは、モニタ容器１０の側面の上部に接続される。オイルセパレータ２の内部の上部は、連通管８５を介してモニタ容器１０の内部の上部に連通している。オイルセパレータ２内の上部のガス冷媒１５ａ（または潤滑油１６）は、連通管８５を介してモニタ容器１０内の上部に流入する。
【０１１０】
連通管８６の一方端部８６ａは、オイルセパレータ２の側面の下部を貫通している。連通管８６の他方端部８６ｂは、モニタ容器１０の側面の下部に接続される。オイルセパレータ２内の下部は、連通管８６を介してモニタ容器１０内の下部に連通している。オイルセパレータ２内の下部の潤滑油１６（またはガス冷媒１５ａ）は、連通管８６を介してモニタ容器１０内の下部に流入する。これにより、モニタ容器１０内の潤滑油１６の液面の高さは、オイルセパレータ２の潤滑油１６の液面の高さと同じになる。
【０１１１】
本実施の形態９では、連通管８５，８６の各々の少なくとも一部を毛細管で構成したので、オイルセパレータ２から連通管８５，８６に流入するガス冷媒１５ａまたは潤滑油１６の速度を低減させることができる。したがって、ガス冷媒１５ａおよび潤滑油１６の旋回流によって発生する動圧Ｆ１が連通管８５，８６を介してモニタ容器１０内の潤滑油１６の液面に及ぼす影響を小さくすることができ、モニタ容器１０内の潤滑油１６の液面の変動を小さく抑制することができる。このため、潤滑油１６の液面の位置を正確に検出することができる。
【０１１２】
なお、以上の実施の形態１〜９および複数の変更例を適宜組み合わせてもよいことは言うまでもない。
【０１１３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明でなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１１４】
１  圧縮機、２  オイルセパレータ、３  バイパス弁、４  凝縮器、５，８  送風機、６  膨張装置、７  蒸発器、９  アキュムレータ、１０  モニタ容器、１１，１２，５１，５２，７５，７６，８５，８６  連通管、１３  発熱センサ、１４  制御装置、Ｐ１〜Ｐ６  冷媒配管、Ｐ７，Ｐ８  配管、１５  冷媒、１５ａ  ガス冷媒、１５ｂ  液冷媒、１６  潤滑油、２０  ハウジング、２１  吸込口、２２  吐出口、２３  圧縮部、２４  モータ部、２５  油ポンプ部、２６  油貯め部、３０  液貯め容器、３１  流入管、３２  流出管、３５，３６，５６，５７  電極、３７，３７Ａ〜３７Ｃ  発熱素子、４０  電源回路、４１  電圧検出器、４２  電流検出器、４３  演算回路、４４  記憶部、５５  容量センサ、６０，６５  振動センサ、６６  送波器、６７  受波器、７０  光センサ、７１  発光器、７２  受光器、８１，８２  遮蔽板。
【図１】
2017212531.tif 000003
【図２】
2017212531.tif 000004
【図３】
2017212531.tif 000005
【図４】
2017212531.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2017212531.tif 000009
【図８】
2017212531.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2017212531.tif 000012
【図１１】
2017212531.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2017212531.tif 000015
【図１４】
2017212531.tif 000016
【図１５】
2017212531.tif 000017
【図１６】
2017212531.tif 000018
【図１７】
2017212531.tif 000019
【図１８】
2017212531.tif 000020
【図１９】
2017212531.tif 000021
【国際調査報告】
2017212531.tif 000022
2017212531.tif 000023
2017212531.tif 000024
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