(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の温度センサと、前記第１の温度センサとは異なる第２の温度センサと、が内部に配置された容器に収容された液体の液面レベルを検知する液面検知装置であって、
前記第１の温度センサを加熱する第１の加熱処理を実行した後、前記第１の温度センサを再度加熱する第２の加熱処理を実行し、前記第２の温度センサを加熱する第３の加熱処理を実行した後、前記第２の温度センサを再度加熱する第４の加熱処理を実行する加熱制御手段と、
前記第１の加熱処理において前記第１の温度センサの温度である第１の温度が規定の温度差分上昇するまでに要した第１の加熱時間と、前記第２の加熱処理において前記第１の温度が前記規定の温度差分上昇するまでに要した第２の加熱時間と、の差、又は、前記第１の加熱処理において規定の時間の間に前記第１の温度が上昇した第１の上昇値と、前記第２の加熱処理において前記規定の時間の間に前記第１の温度が上昇した第２の上昇値と、の差の少なくともいずれかに基づいて、前記液面レベルを検知し、前記第３の加熱処理において前記第２の温度センサの温度である第２の温度が前記規定の温度差分上昇するまでに要した第３の加熱時間と、前記第４の加熱処理において前記第２の温度が前記規定の温度差分上昇するまでに要した第４の加熱時間と、の差、又は、前記第３の加熱処理において前記規定の時間の間に前記第２の温度が上昇した第３の上昇値と、前記第４の加熱処理において前記規定の時間の間に前記第２の温度が上昇した第４の上昇値と、の差の少なくともいずれかに基づいて、前記液面レベルを検知する液面検知手段と、を備える、
液面検知装置。
【請求項２】
前記液面検知手段は、前記第１の加熱時間と前記第２の加熱時間との前記差に基づいて、前記液面レベルを検知する、
請求項１に記載の液面検知装置。
【請求項３】
前記液面検知手段は、前記第１の上昇値と前記第２の上昇値との前記差に基づいて、前記液面レベルを検知する、
請求項１又は２に記載の液面検知装置。
【請求項４】
前記液面検知手段は、前記第２の加熱時間が前記第１の加熱時間よりも第１の閾時間以上大きい場合、又は、前記第２の上昇値が前記第１の上昇値よりも第１の閾値以上小さい場合に、前記液面レベルが前記第１の温度センサの位置よりも上がったと検知する、
請求項１から３のいずれか１項に記載の液面検知装置。
【請求項５】
前記液面検知手段は、前記第１の温度センサの周囲の温度に応じて、前記第１の閾時間又は前記第１の閾値を補正する、
請求項４に記載の液面検知装置。
【請求項６】
前記液面検知手段は、前記第２の加熱時間が前記第１の加熱時間よりも第２の閾時間以上小さい場合、又は、前記第２の上昇値が前記第１の上昇値よりも第２の閾値以上大きい場合に、前記液面レベルが前記第１の温度センサの位置よりも下がったと検知する、
請求項１から５のいずれか１項に記載の液面検知装置。
【請求項７】
前記液面検知手段は、前記第１の温度センサの周囲の温度に応じて、前記第２の閾時間又は前記第２の閾値を補正する、
請求項６に記載の液面検知装置。
【請求項８】
前記第１の温度センサと前記第２の温度センサとは、水平方向に並んで配置されており、
前記加熱制御手段は、前記第３の加熱処理を、前記第１の加熱処理を開始した後であって、且つ、前記第２の加熱処理を開始する前に開始し、前記第４の加熱処理を、前記第２の加熱処理を開始した後に開始する、
請求項１から７のいずれか１項に記載の液面検知装置。
【請求項９】
前記第２の温度センサは、前記第１の温度センサよりも低い位置に配置されている、
請求項１から７のいずれか１項に記載の液面検知装置。
【請求項１０】
前記液面検知手段は、前記加熱制御手段が前記第１の温度センサと前記第２の温度センサとを加熱していない時において、前記第１の温度が前記第２の温度より規定値以上高い場合、前記液面レベルが前記第１の温度センサと前記第２の温度センサとの間であると検知する、
請求項９に記載の液面検知装置。
【請求項１１】
前記液面検知手段は、前記加熱制御手段が前記第１の温度センサと前記第２の温度センサとを加熱していない時において、前記第１の温度が前記第２の温度より規定値以上高くない場合、前記第１の加熱時間と前記第２の加熱時間との前記差、前記第３の加熱時間と前記第４の加熱時間との前記差、前記第１の上昇値と前記第２の上昇値との前記差、又は、前記第３の上昇値と前記第４の上昇値との前記差の少なくともいずれかに基づいて、前記液面レベルを検知する、
請求項１０に記載の液面検知装置。
【請求項１２】
前記第１の温度センサは、前記第１の温度に応じて抵抗値が変化する第１の抵抗体センサであり、
前記第２の温度センサは、前記第２の温度に応じて抵抗値が変化する第２の抵抗体センサである、
請求項１から１１のいずれか１項に記載の液面検知装置。
【請求項１３】
前記液面レベルが特定の条件を満たした場合、異常を示す情報を出力する情報出力手段、を更に備える、
請求項１から１２のいずれか１項に記載の液面検知装置。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか１項に記載の液面検知装置と、
冷媒を圧縮してヒートポンプを循環させる圧縮機構と、前記圧縮機構を潤滑するための油を前記液体として収容する前記容器と、を備える圧縮機と、を備える、
ヒートポンプシステム。
【請求項１５】
前記液面検知装置は、
前記液面レベルに応じて前記ヒートポンプを制御するヒートポンプ制御手段、を更に備える、
請求項１４に記載のヒートポンプシステム。
【請求項１６】
液体が収容された容器の内部に第１の温度センサと、前記第１の温度センサとは異なる第２の温度センサと、を配置し、
前記第１の温度センサを加熱する第１の加熱処理を実行した後、前記第１の温度センサを再度加熱する第２の加熱処理を実行し、
前記第２の温度センサを加熱する第３の加熱処理を実行した後、前記第２の温度センサを再度加熱する第４の加熱処理を実行し、
前記第１の加熱処理において前記第１の温度センサの温度である第１の温度が規定の温度差分上昇するまでに要した第１の加熱時間と、前記第２の加熱処理において前記第１の温度が前記規定の温度差分上昇するまでに要した第２の加熱時間と、の差、又は、前記第１の加熱処理において規定の時間の間に前記第１の温度が上昇した第１の上昇値と、前記第２の加熱処理において前記規定の時間の間に前記第１の温度が上昇した第２の上昇値と、の差の少なくともいずれかに基づいて、前記液体の液面レベルを検知し、
前記第３の加熱処理において前記第２の温度センサの温度である第２の温度が前記規定の温度差分上昇するまでに要した第３の加熱時間と、前記第４の加熱処理において前記第２の温度が前記規定の温度差分上昇するまでに要した第４の加熱時間と、の差、又は、前記第３の加熱処理において前記規定の時間の間に前記第２の温度が上昇した第３の上昇値と、前記第４の加熱処理において前記規定の時間の間に前記第２の温度が上昇した第４の上昇値と、の差の少なくともいずれかに基づいて、前記液面レベルを検知する、
液面検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液面検知装置、ヒートポンプシステム及び液面検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体と気体との物性値（密度、熱容量、熱伝達率など）の差を利用して液面レベルを検知する技術が知られている。例えば、特許文献１は、温度に応じて抵抗値が変化する抵抗体を用いた液面検出装置を開示している。特許文献１に開示された液面検出装置は、液体が収納される容器内に抵抗体を配置し、抵抗体を加熱した後、抵抗体の温度が予め定められた温度差だけ下降するのに要する放熱時間に基づいて、抵抗体の周辺物質が液体であるか又は気体であるかを判定する。このとき、抵抗体を加熱する直前の温度を、抵抗体を加熱する際の温度の基準値として用いることで、周囲の温度による影響を抑えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３７３０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、個々の抵抗体の特性は、抵抗体の個体差によってばらつく。そのため、特許文献１に開示された方法では、このようなばらつきによって検知の精度が低下するという課題がある。【０００５】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、高い精度で液面レベルを検知することが可能な液面検知装置等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係る液面検知装置は、
第１の温度センサと、前記第１の温度センサとは異なる第２の温度センサと、が内部に配置された容器に収容された液体の液面レベルを検知する液面検知装置であって、
前記第１の温度センサを加熱する第１の加熱処理を実行した後、前記第１の温度センサを再度加熱する第２の加熱処理を実行し、前記第２の温度センサを加熱する第３の加熱処理を実行した後、前記第２の温度センサを再度加熱する第４の加熱処理を実行する加熱制御手段と、
前記第１の加熱処理において前記第１の温度センサの温度である第１の温度が規定の温度差分上昇するまでに要した第１の加熱時間と、前記第２の加熱処理において前記第１の温度が前記規定の温度差分上昇するまでに要した第２の加熱時間と、の差、又は、前記第１の加熱処理において規定の時間の間に前記第１の温度が上昇した第１の上昇値と、前記第２の加熱処理において前記規定の時間の間に前記第１の温度が上昇した第２の上昇値と、の差の少なくともいずれかに基づいて、前記液面レベルを検知し、前記第３の加熱処理において前記第２の温度センサの温度である第２の温度が前記規定の温度差分上昇するまでに要した第３の加熱時間と、前記第４の加熱処理において前記第２の温度が前記規定の温度差分上昇するまでに要した第４の加熱時間と、の差、又は、前記第３の加熱処理において前記規定の時間の間に前記第２の温度が上昇した第３の上昇値と、前記第４の加熱処理において前記規定の時間の間に前記第２の温度が上昇した第４の上昇値と、の差の少なくともいずれかに基づいて、前記液面レベルを検知する液面検知手段と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明では、液面検知装置が、容器の内部に配置された温度センサを加熱する第１の加熱処理を実行した後、温度センサを再度加熱する第２の加熱処理を実行し、第１の加熱処理において温度センサの温度が規定の温度差分上昇するまでに要した第１の加熱時間と、第２の加熱処理において温度が規定の温度差分上昇するまでに要した第２の加熱時間と、の差、又は、第１の加熱処理において規定の時間の間に温度が上昇した第１の上昇値と、第２の加熱処理において規定の時間の間に温度が上昇した第２の上昇値と、の差の少なくともいずれかに基づいて、容器に収容された液体の液面レベルを検知する。従って、本発明によれば、高い精度で液面レベルを検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１に係る空調システムの構成を示す図
【図２】圧縮機の構成を示す図
【図３】実施の形態１における液面センサの拡大断面図
【図４】実施の形態１に係る液面検知装置のハードウェア構成を示すブロック図
【図５】液面検知装置の機能構成を示すブロック図
【図６】実施の形態１における抵抗体センサの温度の推移を示す図
【図７】液面検知装置によって実行される液面検知処理の流れを示すフローチャート
【図８】液面レベルの判定処理の流れを示すフローチャート
【図９】実施の形態２における液面センサの拡大断面図
【図１０】実施の形態２における抵抗体センサの温度の推移を示す図
【図１１】実施の形態３において抵抗体センサの加熱時の温度と周囲の温度との関係を示す図
【図１２】実施の形態４における液面センサの拡大断面図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付す。なお、実施の形態２，３，４において特に記述されない事項については、実施の形態１と同様である。
【００１０】
（実施の形態１）
＜空調システムの構成＞
図１に、本発明の実施の形態１に係るヒートポンプシステムとして機能する空調システム４０を示す。空調システム４０は、空調対象の空間である空調エリア４５を空調する設備である。空調とは、空調対象の空間の空気の温度、湿度、清浄度又は気流等を調整することであって、具体的には、暖房、冷房、除湿、加湿及び空気清浄等を含む。空調システム４０は、例えば戸建て住宅、集合住宅、施設、ビル又は工場等に設置されており、図示しない商用電源、発電設備又は蓄電設備等から電力の供給を得て動作する。
【００１１】
空調システム４０は、例えばＣＯ２（二酸化炭素）又はＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）等を冷媒として用いたヒートポンプ式の空調設備である。空調システム４０は、室内に設置される室内機４１と、室外に設置される室外機４２と、を備える。室内機４１と室外機４２とは、冷媒が流れる冷媒回路５０及び通信線１０３を介して接続されている。
【００１２】
室内機４１は、室内熱交換器５５と、室内送風機５７と、室内機制御部１０１と、を備える。室外機４２は、圧縮機１と、四方弁５２と、室外熱交換器５３と、膨張弁５４と、室外送風機５６と、室外機制御部１００と、を備える。冷媒回路５０は、圧縮機１と、四方弁５２と、室外熱交換器５３と、膨張弁５４と、室内熱交換器５５と、を環状に接続している。これにより、ヒートポンプ（冷凍サイクル）が構成されている。
【００１３】
圧縮機１は、冷媒回路５０を流れる冷媒を圧縮して、冷媒の温度及び圧力を上昇させる。圧縮機１は、圧縮した冷媒を四方弁５２に吐出することで、冷媒回路５０（ヒートポンプ）を循環させる。圧縮機１は、駆動周波数に応じて容量（単位当たりの送り出し量）を変化させることができるインバータ回路を備える。圧縮機１は、室外機制御部１００から指示される制御値に従って容量を変更する。
【００１４】
四方弁５２は、圧縮機１の吐出側に設置されている。四方弁５２は、空調システム４０が冷房運転する場合には、圧縮機１から吐出された冷媒が室外熱交換器５３に流入し、空調システム４０が暖房運転する場合には、圧縮機１から吐出された冷媒が室内熱交換器５５に流入するように、冷媒回路５０中の冷媒の流れる方向を切り替える。
【００１５】
室外熱交換器５３は、冷媒回路５０を流れる冷媒により供給される冷温熱と、屋外の空気と、の間で熱交換を行う。室外送風機５６は、送風動作を開始すると、室外機４２の内部に負圧が生じて屋外の空気を吸い込む。吸い込まれた空気は、室外熱交換器５３に供給され、室外熱交換器５３で熱交換された後、屋外に吹き出される。膨張弁５４は、室内熱交換器５５と室外熱交換器５３との間に設置されている。膨張弁５４は、その開度が調整されることで、冷媒を減圧して膨張させる。膨張弁５４は、例えば開度が可変に制御可能な例えば電子式膨張弁である。
【００１６】
室内熱交換器５５は、冷媒回路５０を流れる冷媒より供給される冷温熱と、空調エリア４５内の空気と、の間で熱交換を行う。室内熱交換器５５で熱交換された空気は、空調空気として空調エリア４５に供給される。これにより、空調エリア４５が冷暖房される。室内送風機５７は、送風動作を開始すると、室内機４１の内部に負圧が生じて空調エリア４５の空気を吸い込む。吸い込まれた空気は、室内熱交換器５５に供給され、室内熱交換器５５で熱交換された後、空調エリア４５に吹き出される。室内熱交換器５５における冷媒と空気との熱交換量が高いほど、空調システム４０の冷却能力又は加熱能力は上がる。冷却能力及び加熱能力は、圧縮機１の周波数を変えることによって調整される。
【００１７】
室外機制御部１００及び室内機制御部１０１は、いずれも図示しないが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、通信インタフェース及び読み書き可能な不揮発性の半導体メモリ等を備える。室外機制御部１００及び室内機制御部１０１において、ＣＰＵがＲＡＭをワークメモリとして用いながらＲＯＭに格納された制御プログラムを実行することにより、それぞれ室外機４２及び室内機４１を制御する。
【００１８】
室外機制御部１００と室内機制御部１０１とは、通信線１０３によって接続され、通信線１０３を介して各種信号を相互に授受することにより協調動作し、空調システム４０全体を制御する。具体的に説明すると、室外機制御部１００は、圧縮機１の駆動周波数、四方弁５２の切り換え、室外送風機５６の回転速度、及び膨張弁５４の開度を制御する。また、室内機制御部１０１は、室内送風機５７の回転速度を制御する。このように、室外機制御部１００及び室内機制御部１０１は、空調システム４０に与えられた運転指令に応じて、各種装置に動作指令を出力する。なお、通信線１０３は、有線、無線又は他の通信媒体であってもよい。
【００１９】
室内機制御部１０１は、リモートコントローラ１０２と各種信号を授受する。使用者は、リモートコントローラ１０２を操作することで、空調システム４０に運転指令を入力する。運転指令として、例えば、運転と停止との切換指令、運転モード（冷房、暖房、除湿、加湿、保湿、空気清浄又は送風等）の切換指令、目標温度の切換指令、目標湿度の切換指令、風量の切換指令、風向の切換指令、又はタイマーの切換指令等が挙げられる。空調システム４０は、入力された運転指令に従って運転を開始する。
【００２０】
＜圧縮機１の構成＞
次に図２を参照して、室外機４２に備えられた圧縮機１の構成について説明する。圧縮機１は、ロータリー式、スクリュー式又はスクロール式等の各種の圧縮方式で冷媒を圧縮する機器である。図２に示すように、圧縮機１は、冷媒を吸入する吸入管２と、冷媒を吐出する吐出管３と、冷媒を圧縮する機構部である圧縮機構４と、圧縮機１を駆動する電動機５と、圧縮機構４及び電動機５を内部に収容したシェル９と、液面を検知する液面センサ１０と、を備える。
【００２１】
吸入管２は、室外熱交換器５３又は室内熱交換器５５から冷媒回路５０を流れて供給された、気体の状態の冷媒（以下「ガス冷媒」という。）をシェル９の内部に吸入する。圧縮機構４は、電動機５における回転子の回転力によって駆動し、吸入管２によって吸入されたガス冷媒を圧縮する。吐出管３は、圧縮機構４によって圧縮されて高圧且つ高温となったガス冷媒を、シェル９内から四方弁５２へと吐出する。
【００２２】
シェル９の下部には、油７が貯留している。油７は、圧縮機構４を潤滑するための潤滑油（冷凍機油とも言う。）である。油７は、圧縮機構４が冷媒を圧縮する際の摩擦を軽減するため、油ポンプ（図示せず）を通じて圧縮機構４に供給される。
【００２３】
外気温度が低い場合における圧縮機１の停止時など、シェル９内のガス冷媒は、一部が液体の状態の冷媒（以下「液冷媒」という。）に凝縮する。そのため、シェル９内には、ガス冷媒と、液冷媒と、油７と、が存在する。シェル９内の液冷媒は、圧縮機１の起動時などに、油７よりも多く存在する場合がある。液冷媒の一部は油７に溶け込むため、液冷媒の量が変化すると、油７の量も変化する。シェル９内の油７は、多すぎると電動機５が油７で満たされて効率が低下する。シェル９内の油７は、少なすぎると圧縮機構４に油を供給することができないため、圧縮機構４の摩擦が大きくなって故障の原因となる。また、液冷媒が多過ぎる場合には、圧縮機構４が潤滑不足となり故障する可能性がある。このことから、シェル９内の油７の量を、適正量に制御する必要がある。そのために、シェル９内に液面センサ１０を設置し、液面センサ１０によって油面６の高さを把握することによって、油７の量を調整する。
【００２４】
液面センサ１０は、液体の液面の高さ（液面レベル）を検知する機能を有するセンサであって、圧縮機１の下部に形成される油面６を検知する。なお、シェル９は、液面センサ１０によって液面レベルが検知される液体として油７を収容している容器として機能する。
【００２５】
図３に、液面センサ１０の拡大断面図を示す。図３の左側は、水平面上の第１の方向（ｘ方向）から見た液面センサ１０の外観を示している。図３の右側は、水平面上の第２の方向（ｙ方向）であって、シェル９の内側から見た液面センサ１０の外観を示している。図３に示すように、液面センサ１０は、電気を流す１対の端子１１と、端子１１の先に設けられた抵抗体センサ１２と、を備える。抵抗体センサ１２は、油７に接触できるように、シェル９の内側に向けて突出した位置に配置されている。
【００２６】
抵抗体センサ１２は、測温抵抗体を備えており、温度によって抵抗値が変化することを利用した温度センサである。抵抗体センサ１２は、例えばＮＴＣ（Negative Temperature Coefficient）センサ又はＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）センサ等である。ＮＴＣセンサとは、温度が上昇すると抵抗値が減少する負の温度係数を有するセンサである。ＰＴＣセンサとは、温度が上昇すると抵抗値が増加する正の温度係数を有するセンサである。
【００２７】
抵抗体センサ１２は、電気を印加することで自己発熱し、その際の温度応答によって、自身の周囲が液体であるか又は気体であるかを判定する。抵抗体センサ１２は、発熱した際における自身が有する熱（温度）と自身の抵抗値との間に一定の関連性を有する。例えば、抵抗体センサ１２がＰＴＣセンサである場合には、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、抵抗体センサ１２がＮＴＣセンサである場合には、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。
【００２８】
＜液面検知装置１００（室外機制御部１００）の構成＞
次に、実施の形態１に係る液面検知装置として機能する室外機制御部１００（以下、「液面検知装置１００」と言う。）の構成について説明する。液面検知装置１００は、圧縮機１のシェル９に収容された油７の油面６を検知する。図４に示すように、液面検知装置１００は、演算回路（制御部）３１と、計時部３２と、電源回路３３と、記憶部３４と、通信インタフェース３５と、を備える。これら各部はバス３９を介して接続されている。
【００２９】
制御部（演算回路）３１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等を備えており、液面検知装置１００を統括制御する。ＣＰＵは、中央処理装置、中央演算装置、プロセッサ、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ又はＤＳＰ（Digital Signal Processor）等と言うこともできる。制御部３１において、ＣＰＵは、ＲＯＭに格納されたプログラム及びデータを読み出し、ＲＡＭをワークエリアとして用いて各種の演算を実行する。
【００３０】
計時部３２は、ＲＴＣ（Real Time Clock）を備えており、液面検知装置１００の電源がオフの間も計時を継続する計時デバイスである。
【００３１】
電源回路３３は、抵抗体センサ１２を加熱するために必要な電力を生成して、液面センサ１０に供給する。電源回路３３は、液面センサ１０に電力を供給するための電力線を介して液面センサ１０と接続されている。電源回路３３は、抵抗体センサ１２の両端の端子１１間に電圧をかけることで抵抗体センサ１２に電流を流し、抵抗体センサ１２を発熱させる。
【００３２】
記憶部３４は、例えば、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ROM）又はＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ROM）等の不揮発性の半導体メモリであって、いわゆる二次記憶装置（補助記憶装置）としての役割を担う。記憶部３４は、制御部３１が各種処理を行うために使用する各種プログラム及びデータ、並びに、制御部３１が各種処理を行うことにより生成又は取得する各種データを記憶する。
【００３３】
記憶部３４は、温度テーブル３６を記憶している。温度テーブル３６は、抵抗体センサ１２の抵抗値と温度との対応関係を示すテーブルである。圧縮機１に設置された抵抗体センサ１２に応じて、その抵抗体センサ１２に適合する温度テーブル３６が予め用意され、記憶部３４に記憶されている。
【００３４】
通信インタフェース３５は、通信線１０３を介して室内機制御部１０１及びリモートコントローラ１０２と通信するためのインタフェースである。通信インタフェース３５は、室外機４２の運転指令、又は圧縮機１の駆動周波数の変更指令等を、室内機制御部１０１及びリモートコントローラ１０２から受信する。また、通信インタフェース３５は、液面の検知情報、又は室外機４２の状態情報等を、室内機制御部１０１及びリモートコントローラ１０２に送信する。
【００３５】
次に、図５を参照して、液面検知装置１００の機能的な構成について説明する。図５に示すように、液面検知装置１００は、機能的に、加熱制御部１１０と、温度取得部１２０と、液面検知部１３０と、情報出力部１４０と、ヒートポンプ制御部１５０と、を備える。これらの各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、又は、ソフトウェアとファームウェアとの組み合わせによって実現される。ソフトウェア及びファームウェアは、プログラムとして記述され、ＲＯＭ又は記憶部３４に格納される。そして、制御部（演算回路）３１が、ＲＯＭ又は記憶部３４に記憶されたプログラムを実行することによって、各機能を実現する。なお、液面検知装置１００と液面センサ１０とを含むシステムを、液面検知システム２００と呼ぶ。
【００３６】
加熱制御部１１０は、シェル９の内部に配置された抵抗体センサ１２を加熱する第１の加熱処理を実行した後、抵抗体センサ１２を再度加熱する第２の加熱処理を実行する。具体的に説明すると、加熱制御部１１０は、電源回路３３を介して液面センサ１０に電力を供給し、液面センサ１０の端子１１間に電圧をかける。これにより、加熱制御部１１０は、抵抗体センサ１２を加熱する。加熱制御部１１０は、制御部３１が計時部３２及び電源回路３３と協働することによって実現される。
【００３７】
温度取得部１２０は、加熱制御部１１０が抵抗体センサ１２を加熱している間における、抵抗体センサ１２の温度を取得する。具体的に説明すると、温度取得部１２０は、電源回路３３によって液面センサ１０の端子１１間にかけられた電圧と、端子１１間を流れる電流と、を計測する。そして、温度取得部１２０は、得られた電圧値を電流値で除することによって、抵抗体センサ１２の抵抗値を計算する。抵抗値を計算すると、温度取得部１２０は、記憶部３４に記憶された温度テーブル３６を参照して、計算した抵抗値に対応する温度を計算することによって、抵抗体センサ１２の温度を取得する。温度取得部１２０は、制御部３１が電源回路３３及び記憶部３４と協働することによって実現される。
【００３８】
図６に、加熱制御部１１０によって抵抗体センサ１２が加熱された際における抵抗体センサ１２の温度の推移を示す。図６において、横軸は時間を表しており、縦軸は抵抗体センサ１２によって検出される温度を表している。加熱制御部１１０は、温度取得部１２０によって取得された抵抗体センサ１２の温度を参照しながら、図６に示す加熱処理を実行する。
【００３９】
具体的に説明すると、加熱制御部１１０は、抵抗体センサ１２の温度が第１の温度Ｔ１である時刻ｔ１（０）において、第１の加熱処理を開始する。なお、第１の温度Ｔ１は、抵抗体センサ１２の温度の定常状態における温度である。第１の加熱処理において、加熱制御部１１０は、抵抗体センサ１２の温度が規定の温度差ΔＴ分上昇するまで抵抗体センサ１２を加熱する。そして、抵抗体センサ１２の温度が第２の温度Ｔ２（＝Ｔ１＋ΔＴ）に達する時刻ｔ１（１）において、加熱制御部１１０は、抵抗体センサ１２の加熱を停止し、第１の加熱処理を終了する。加熱制御部１１０は、第１の加熱処理において抵抗体センサ１２の温度が規定の温度差ΔＴ分上昇するのに要した時間Δｔ１（＝ｔ１（１）−ｔ１（０））を計時部３２によって計測し、第１の加熱時間としてＲＡＭに記憶する。
【００４０】
第１の加熱処理を終了すると、抵抗体センサ１２の温度は低下する。加熱制御部１１０は、抵抗体センサ１２の温度が第１の温度Ｔ１まで低下した後の時刻ｔ２（０）において、第２の加熱処理を開始する。第２の加熱処理において、加熱制御部１１０は、抵抗体センサ１２の温度が規定の温度差ΔＴ分上昇するまで再度抵抗体センサ１２を加熱する。そして、抵抗体センサ１２の温度が第２の温度Ｔ２に達する時刻ｔ２（１）において、加熱制御部１１０は、抵抗体センサ１２の加熱を停止し、第２の加熱処理を終了する。加熱制御部１１０は、第２の加熱処理において抵抗体センサ１２の温度が規定の温度差ΔＴ分上昇するのに要した時間Δｔ２（＝ｔ２（１）−ｔ２（０））を計時部３２によって計測し、第２の加熱時間としてＲＡＭに記憶する。
【００４１】
加熱制御部１１０は、このように、抵抗体センサ１２の温度が第１の温度Ｔ１から規定の温度差ΔＴ分上昇するまで抵抗体センサ１２の加熱処理を、断続的に繰り返す。これにより、加熱制御部１１０は、それぞれの加熱処理において、抵抗体センサ１２の温度が温度差ΔＴ分上昇するのに要する加熱時間Δｔ１，Δｔ２，…を取得する。規定の温度差ΔＴは、例えば５度又は１０度等であって、ＲＯＭ又は記憶部３４に予め記憶されている。
【００４２】
図５に示した液面検知装置１００の機能構成の説明に戻る。液面検知部１３０は、第１の加熱処理において抵抗体センサ１２の温度が規定の温度差ΔＴ分上昇するまでに要した第１の加熱時間Δｔ１と、第２の加熱処理において抵抗体センサ１２の温度が規定の温度差ΔＴ分上昇するまでに要した第２の加熱時間Δｔ２と、の差に基づいて、液面レベルを検知する。液面検知部１３０は、制御部３１によって実現される。
【００４３】
具体的に説明すると、抵抗体センサ１２の周囲の物質が液体又は気体のまま変化していない場合には、抵抗体センサ１２の温度が温度差ΔＴ分上昇するための加熱時間は変化しない。そのため、第１の加熱時間Δｔ１と第２の加熱時間Δｔ２との差は小さくなる。これに対して、抵抗体センサ１２の周囲の物質が液体から気体に、又は気体から液体に変化した場合には、加熱時間は変化する。一般的に液体は気体に比べて熱容量が大きいため、抵抗体センサ１２の周囲の物質が液体である場合には、抵抗体センサ１２の周囲の物質が気体である場合に比べて、抵抗体センサ１２の温度が温度差ΔＴ分上昇するための時間は、相対的に長くなる。そのため、第１の加熱時間Δｔ１と第２の加熱時間Δｔ２とを比較することで、抵抗体センサ１２の周囲の物質の状態が液体と気体との間で変化したか否かを検知することができる。
【００４４】
例えば、第２の加熱時間Δｔ２が第１の加熱時間Δｔ１よりも第１の閾時間以上大きい場合、第１の加熱処理から第２の加熱処理の間にシェル９内の油面６が上昇して、抵抗体センサ１２の周囲の物質が気体から液体に変化したと判定することができる。そのため、液面検知部１３０は、第２の加熱時間Δｔ２が第１の加熱時間Δｔ１よりも第１の閾時間以上大きいか否かを判定し、第２の加熱時間Δｔ２が第１の加熱時間Δｔ１よりも第１の閾時間以上大きい場合、油面６が抵抗体センサ１２の位置よりも上がったと検知する。
【００４５】
逆に、第２の加熱時間Δｔ２が第１の加熱時間Δｔ１よりも第２の閾時間以上小さい場合、第１の加熱処理から第２の加熱処理の間にシェル９内の油面６が下降して、抵抗体センサ１２の周囲の物質が液体から気体に変化したと判定することができる。そのため、液面検知部１３０は、第２の加熱時間Δｔ２が第１の加熱時間Δｔ１よりも第２の閾時間以上小さいか否かを判定し、第２の加熱時間Δｔ２が第１の加熱時間Δｔ１よりも第２の閾時間以上小さい場合に、油面６が抵抗体センサ１２の位置よりも下がったと検知する。
【００４６】
また、液面検知部１３０は、上記のどちらでもない場合、すなわち第２の加熱時間Δｔ２が第１の加熱時間Δｔ１に第１の閾時間を加えた時間よりも小さく、且つ第１の加熱時間Δｔ１から第２の閾時間を減じた時間よりも大きい場合、油面６が抵抗体センサ１２の位置を超えては変化していないと検知する。なお、第１の閾時間と第２の閾時間とは、同じであっても良いし、異なっていても良い。第１の閾時間と第２の閾時間とは、予め設定されており、ＲＯＭ又は記憶部３４に記憶されている。
【００４７】
情報出力部１４０は、液面検知部１３０によって検知された液面レベルが特定の条件を満たした場合、異常を示す情報を出力する。特定の条件とは、シェル９内の油７の量が異常である場合に満たされる、予め定められた条件である。例えば、抵抗体センサ１２が、シェル９内の油７の量として許容される下限値に相当する高さに配置されている場合には、特定の条件は、液面レベルが抵抗体センサ１２の位置より下がったことが検知された場合に満たされる。これに対して、抵抗体センサ１２が、シェル９内の油７の量として許容される上限値に相当する高さに配置されている場合には、特定の条件は、液面レベルが抵抗体センサ１２の位置より上がったことが検知された場合に満たされる。或いは、特定の条件は、液面レベルが抵抗体センサ１２の位置より下がる又は上がる現象が、予め定められた時間より長く、又は予め定められた頻度より多く発生する場合に、満たされても良い。
【００４８】
情報出力部１４０は、液面レベルが特定の条件を満たした場合、異常が発生していることを示す情報を、リモートコントローラ１０２又は外部の情報処理装置等の遠隔監視装置に出力する。或いは、情報出力部１４０は、サービス業者が確認できるフラグをエラー信号としてＲＡＭ又は記憶部３４に保存しても良い。情報出力部１４０は、制御部３１が通信インタフェース３５又は記憶部３４等と協働することによって実現される。
【００４９】
ヒートポンプ制御部１５０は、液面検知部１３０によって検知された液面レベルに応じてヒートポンプを制御する。例えば、液面レベルが抵抗体センサ１２の位置より下がったことが検知された場合、或いは、液面レベルが抵抗体センサ１２の位置より下がる現象が予め定められた時間より長く、又は予め定められた頻度より多く発生する場合に、ヒートポンプ制御部１５０は、圧縮機１の駆動周波数を低下させる。これは、シェル９内の油７の量が不足している時に圧縮機１が高い周波数で運転すると、圧縮機１に高負荷がかかり、圧縮機１が壊れる可能性が高いからである。また、ヒートポンプ制御部１５０は、上記の場合に、油分離器（図示せず）からの返油回路の弁を大きく開けることで、圧縮機１から冷媒回路及び油分離器に排出された油７を早期に回収する。ヒートポンプ制御部１５０は、制御部３１が通信インタフェース３５と協働することによって実現される。
【００５０】
以上のように構成された液面検知装置１００において実行される液面検知処理の流れについて、図７に示すフローチャートを参照して、説明する。
【００５１】
図７に示す液面検知処理は、液面検知装置１００に電源が供給されている状態において、予め設定された周期で定期的に実行される。また、液面検知処理は、リモートコントローラ１０２を介して使用者から指示が入力された場合にも、実行される。
【００５２】
液面検知処理が開始すると、制御部３１は、抵抗体センサ１２の加熱を開始する（ステップＳ１）。具体的に説明すると、制御部３１は、電源回路３３を介して液面センサ１０に電力を供給して抵抗体センサ１２に電気を流す。これにより、制御部３１は、抵抗体センサ１２を加熱する第１の加熱処理を開始する。図６の例では、抵抗体センサ１２の温度が第１の温度Ｔ１である時刻ｔ１（０）において、制御部３１は、第１の加熱処理を開始する。このとき、制御部３１は、計時部３２による計時を開始する。
【００５３】
第１の加熱処理を開始すると、制御部３１は、抵抗体センサ１２の温度が規定の温度差ΔＴ分上昇したか否かを判定する（ステップＳ２）。具体的に説明すると、制御部３１は、抵抗体センサ１２を加熱している間、温度取得部１２０として機能し、抵抗体センサ１２の電圧値と電流値とから抵抗値を計算する。そして、制御部３１は、温度テーブル３６を参照して、計算した抵抗値を温度に変換する。このように、制御部３１は、抵抗体センサ１２を加熱している間、その温度を監視して、加熱開始から規定の温度差ΔＴに達したか否かを判定する。
【００５４】
抵抗体センサ１２の温度が規定の温度差ΔＴ分上昇していない場合（ステップＳ２；ＮＯ）、制御部３１は、処理をステップＳ２に留め、第１の加熱処理を継続する。一方で、抵抗体センサ１２の温度が規定の温度差ΔＴ分上昇すると（ステップＳ２；ＹＥＳ）、制御部３１は、液面センサ１０への電力の供給を停止することによって、抵抗体センサ１２の加熱を停止する（ステップＳ３）。図６の例では、制御部３１は、抵抗体センサ１２の温度が第２の温度Ｔ２である時刻ｔ１（１）において抵抗体センサ１２の加熱を停止し、第１の加熱処理を終了する。このとき、制御部３１は、計時部３２による計時を終了する。
【００５５】
第１の加熱処理を終了すると、制御部３１は、計時部３２によって計時した、開始時刻から終了時刻までの時間Δｔ１を、第１の加熱時間としてＲＡＭに保存する（ステップＳ４）。
【００５６】
第１の加熱時間を終了して、抵抗体センサ１２の温度が第１の温度Ｔ１まで低下した後、制御部３１は、抵抗体センサ１２の加熱を再度開始する（ステップＳ５）。具体的に説明すると、制御部３１は、電源回路３３を介して液面センサ１０に電力を供給して抵抗体センサ１２に電気を流す。これにより、制御部３１は、抵抗体センサ１２を加熱する第２の加熱処理を開始する。図６の例では、抵抗体センサ１２の温度が第１の温度Ｔ１である時刻ｔ２（０）において、制御部３１は、第２の加熱処理を開始する。このとき、制御部３１は、計時部３２による計時を開始する。
【００５７】
第２の加熱処理を開始すると、制御部３１は、抵抗体センサ１２の温度が規定の温度差ΔＴ分上昇したか否かを判定する（ステップＳ６）。具体的に説明すると、制御部３１は、抵抗体センサ１２を加熱している間、温度取得部１２０として機能し、抵抗体センサ１２の電圧値と電流値とから抵抗値を計算する。そして、制御部３１は、温度テーブル３６を参照して、計算した抵抗値を温度に変換する。このように、制御部３１は、抵抗体センサ１２を加熱している間、その温度を監視して、加熱開始から規定の温度差ΔＴに達したか否かを判定する。
【００５８】
抵抗体センサ１２の温度が規定の温度差ΔＴ分上昇していない場合（ステップＳ６；ＮＯ）、制御部３１は、処理をステップＳ６に留め、第１の加熱処理を継続する。一方で、抵抗体センサ１２の温度が規定の温度差ΔＴ分上昇すると（ステップＳ６；ＹＥＳ）、制御部３１は、液面センサ１０への電力の供給を停止することによって、抵抗体センサ１２の加熱を停止する（ステップＳ７）。図６の例では、制御部３１は、抵抗体センサ１２の温度が第２の温度Ｔ２である時刻ｔ２（１）において抵抗体センサ１２の加熱を停止し、第２の加熱処理を終了する。このとき、制御部３１は、計時部３２による計時を終了する。
【００５９】
第２の加熱処理を終了すると、制御部３１は、計時部３２によって計時した、開始時刻から終了時刻までの時間Δｔ２を、第２の加熱時間としてＲＡＭに保存する（ステップＳ８）。このような２回の加熱処理を実行するステップＳ１からステップＳ８において、制御部３１は、加熱制御部１１０として機能する。
【００６０】
第１の加熱処理及び第２の加熱処理を終了すると、制御部３１は、第１の加熱時間Δｔ１と第２の加熱時間Δｔ２とに基づいて、液面レベルの判定処理を実行する（ステップＳ９）。具体的に説明すると、制御部３１は、シェル９内の油面６が、抵抗体センサ１２が設けられた位置よりも上がったか下がったかを判定する。ステップＳ９において、制御部３１は、液面検知部１３０として機能する。ステップＳ９における液面レベルの判定処理の詳細については、図８に示すフローチャートを参照して説明する。
【００６１】
図８における液面レベルの判定処理が開始すると、制御部３１は、第２の加熱時間Δｔ２が、第１の加熱時間Δｔ１に第１の閾時間を加えた時間以上か否かを判定する（ステップＳ９１）。判定の結果、第２の加熱時間Δｔ２が、第１の加熱時間Δｔ１に第１の閾時間を加えた時間以上である場合（ステップＳ９１；ＹＥＳ）、第１の加熱処理から第２の加熱処理までの間に、抵抗体センサ１２の周囲の物質が気体から液体に変化している。そのため、制御部３１は、抵抗体センサ１２の位置より液面レベルが上がったと検知する（ステップＳ９２）。
【００６２】
これに対して、第２の加熱時間Δｔ２が、第１の加熱時間Δｔ１に第１の閾時間を加えた時間以上でない場合（ステップＳ９１；ＮＯ）、制御部３１は、次に、第２の加熱時間Δｔ２が、第１の加熱時間Δｔ１から第２の閾値を減じた時間以下か否かを判定する（ステップＳ９３）。判定の結果、第２の加熱時間Δｔ２が、第１の加熱時間Δｔ１から第２の閾値を減じた時間以下である場合（ステップＳ９３；ＹＥＳ）、第１の加熱処理から第２の加熱処理までの間に、抵抗体センサ１２の周囲の物質が液体から気体に変化している。そのため、制御部３１は、抵抗体センサ１２の位置より液面レベルが下がったと検知する（ステップＳ９４）。
【００６３】
更に、第２の加熱時間Δｔ２が、第１の加熱時間Δｔ１から第２の閾時間を減じた時間以下でない場合（ステップＳ９３；ＮＯ）、第１の加熱処理から第２の加熱処理までの間に、抵抗体センサ１２の周囲の物質が液体又は気体のまま変化していない。そのため、制御部３１は、液面レベルが変化していないと検知する（ステップＳ９５）。以上により図８における液面レベルの判定処理は終了する。
【００６４】
図７における液面検知処理に戻る。ステップＳ９において液面レベルを判定すると、制御部３１は、検知結果に応じた処理を実行する（ステップＳ１０）。具体的に説明すると、制御部３１は、液面レベルが特定の条件を満たした場合に、異常が発生していることを示す情報を、リモートコントローラ１０２又は外部の情報処理装置等の遠隔監視装置に出力する。また、制御部３１は、液面レベルによってシェル９内の油７の量が不足していることが検知された場合、圧縮機１の駆動周波数を低下させる、又は返油回路の弁を一時的に大きく開ける。ステップＳ１０において、制御部３１は、情報出力部１４０又はヒートポンプ制御部１５０として機能する。
【００６５】
以上によって、図７における液面検知処理は終了する。液面検知装置１００は、このようなステップＳ１からステップＳ１０までの液面検知処理を随時実行することで、シェル９内の油７の量を把握する。
【００６６】
以上説明したように、実施の形態１に係る液面検知装置１００は、温度に応じて抵抗値が変化する抵抗体センサ１２を２回加熱し、２回の加熱処理の際における抵抗体センサ１２の温度が規定の温度差ΔＴ分上昇するまでに要した加熱時間の差に基づいて、シェル９に収容された油７の油面６を検知する。このように１つの抵抗体センサ１２を２回加熱し、２回の加熱時間を比較することで、複数のセンサを用いる場合に比べて、個々のセンサの個体差の影響を排除することができる。そのため、実施の形態１に係る液面検知装置１００によれば、高い精度で油面６を検知することができる。
【００６７】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について説明する。
【００６８】
図９に、実施の形態２における液面センサ１０ａの拡大断面図を示す。図９の左側は、水平面上の第１の方向（ｘ方向）から見た液面センサ１０ａの外観を示している。図９の右側は、水平面上の第２の方向（ｙ方向）であって、シェル９の内側から見た液面センサ１０ａの外観を示している。図９に示すように、液面センサ１０ａは、電気を流す３つの端子１１と、３つの端子１１の先に設けられた第１の抵抗体センサ１２ａ及び第２の抵抗体センサ１２ｂと、を備える。すなわち、シェル９の内部には、２つの抵抗体センサ１２ａ，１２ｂが配置されている。なお、圧縮機１及び空調システム４０における液面センサ１０ａ以外の構成は、実施の形態１と同様である。
【００６９】
第１の抵抗体センサ１２ａ及び第２の抵抗体センサ１２ｂは、それぞれ実施の形態１における抵抗体センサ１２と同様のセンサである。具体的に説明すると、第１の抵抗体センサ１２ａ及び第２の抵抗体センサ１２ｂは、それぞれ電気を印加することで自己発熱し、温度によって抵抗値が変化することを利用した、第１の温度センサ及び第２の温度センサである。
【００７０】
図９に示すように、第１の抵抗体センサ１２ａ及び第２の抵抗体センサ１２ｂは、油７に接触できるように、シェル９の内側に向けて突出した位置に、水平方向に並んで配置されている。言い換えると、第１の抵抗体センサ１２ａと第２の抵抗体センサ１２ｂとは、同じ高さの位置に設置されている。そのため、第１の抵抗体センサ１２ａが油７に接触している場合には、第２の抵抗体センサ１２ｂも油７に接触する。
【００７１】
液面検知装置１００は、このような２つの抵抗体センサ１２ａ，１２ｂを備える液面センサ１０ａを用いて、圧縮機１のシェル９の内部の油面６を検知する。液面検知装置１００のハードウェア構成は、実施の形態１と同様である。また、液面検知装置１００の機能構成において、実施の形態１と同じ部分については説明を省略し、実施の形態１と異なる部分について説明する。
【００７２】
加熱制御部１１０は、第１の抵抗体センサ１２ａを加熱する第１の加熱処理を実行した後、第１の抵抗体センサ１２ａを再度加熱する第２の加熱処理を実行する。また、加熱制御部１１０は、第２の抵抗体センサ１２ｂを加熱する第３の加熱処理を実行した後、第２の抵抗体センサ１２ｂを再度加熱する第４の加熱処理を実行する。具体的に説明すると、加熱制御部１１０は、電源回路３３を介して液面センサ１０に電力を供給することで、第１の抵抗体センサ１２ａだけでなく、第２の抵抗体センサ１２ｂも加熱する。
【００７３】
温度取得部１２０は、加熱制御部１１０が第１の抵抗体センサ１２ａを加熱している間における、第１の抵抗体センサ１２ａの温度である第１の温度と、加熱制御部１１０が第２の抵抗体センサ１２ｂを加熱している間における、第２の抵抗体センサ１２ｂの温度である第２の温度と、を取得する。温度を取得する方法は、実施の形態１と同様である。具体的に説明すると、温度取得部１２０は、２つの抵抗体センサ１２ａ，１２ｂのそれぞれについて、電圧値と電流値とから抵抗値を計算し、温度テーブル３６を参照して抵抗値を温度に変換する。
【００７４】
図１０に、加熱制御部１１０によって２つの抵抗体センサ１２ａ，１２ｂが加熱された際における２つの抵抗体センサ１２ａ，１２ｂの温度の推移を示す。図１０において、実線は、第１の抵抗体センサ１２ａの温度の推移を表しており、破線は、第２の抵抗体センサ１２ｂの温度の推移を表している。
【００７５】
第１の抵抗体センサ１２ａに対して実行される第１の加熱処理及び第２の加熱処理は、実施の形態１におけるものと同様である。具体的に説明すると、加熱制御部１１０は、時刻ｔ１（０）において第１の加熱処理を開始し、第１の抵抗体センサ１２ａの温度が規定の温度差ΔＴ分上昇する時刻ｔ１（１）まで、第１の抵抗体センサ１２ａを加熱する。その後、加熱制御部１１０は、時刻ｔ２（０）において第２の加熱処理を開始し、第１の抵抗体センサ１２ａの温度が規定の温度差ΔＴ分上昇する時刻ｔ２（１）まで、第１の抵抗体センサ１２ａを加熱する。
【００７６】
第２の抵抗体センサ１２ｂに対して実行される第３の加熱処理及び第４の加熱処理における加熱の手順は、第１の加熱処理及び第２の加熱処理と同様である。但し、第３の加熱処理及び第４の加熱処理は、第１の加熱処理及び第２の加熱処理とは、タイミングをずらして実行される。
【００７７】
具体的に説明すると、加熱制御部１１０は、第１の加熱処理を実行した後であって、且つ、第２の加熱処理を開始する前の時刻ｔ１’（０）において、第３の加熱処理を開始する。第３の加熱処理において、加熱制御部１１０は、第２の抵抗体センサ１２ｂの温度が規定の温度差ΔＴ分上昇する時刻ｔ１’（１）まで、第２の抵抗体センサ１２ｂを加熱する。その後、加熱制御部１１０は、第２の加熱処理を開始した後の時刻ｔ２’（０）において、第４の加熱処理を開始する。第４の加熱処理において、加熱制御部１１０は、第２の抵抗体センサ１２ｂの温度が規定の温度差ΔＴ分上昇する時刻ｔ２’（１）まで、第２の抵抗体センサ１２ｂを加熱する。
【００７８】
より詳細には、加熱制御部１１０は、第１の加熱処理を終了した後で第３の加熱処理を開始し、第３の加熱処理を終了した後で第２の加熱処理を実行する。また、加熱制御部１１０は、第２の加熱処理を終了した後で第４の加熱処理を開始する。このように、加熱制御部１１０は、２つの抵抗体センサ１２ａ，１２ｂのうちの一方の抵抗体センサの加熱を停止している時に、他方の抵抗体センサを加熱する。
【００７９】
液面検知部１３０は、このように交互に加熱される２つの抵抗体センサ１２ａ，１２ｂのそれぞれについて、液面レベルを検知する。具体的に説明すると、液面検知部１３０は、第１の抵抗体センサ１２ａの温度が第１の加熱処理において規定の温度差ΔＴ上昇するまでに要した第１の加熱時間Δｔ１と、第２の加熱処理において規定の温度差ΔＴ上昇するまでに要した第２の加熱時間Δｔ２と、の差に基づいて、液面レベルを検知する。また、液面検知部１３０は、第２の抵抗体センサ１２ｂの温度が第３の加熱処理において規定の温度差ΔＴ上昇するまでに要した第３の加熱時間Δｔ１’と、第４の加熱処理において規定の温度差ΔＴ上昇するまでに要した第４の加熱時間Δｔ２’と、の差に基づいて、液面レベルを検知する。
【００８０】
具体的に説明すると、液面検知部１３０は、第１の加熱時間Δｔ１が第２の加熱時間Δｔ２よりも第１の閾時間以上大きい場合と、第３の加熱時間Δｔ１’が第４の加熱時間Δｔ２’よりも第１の閾時間以上大きい場合とにおいて、液面レベルが２つ抵抗体センサ１２ａ，１２ｂの位置よりも上がったと検知する。また、情報出力部１４０は、第１の加熱時間Δｔ１が第２の加熱時間Δｔ２よりも第２の閾時間以上小さい場合と、第３の加熱時間Δｔ１’が第４の加熱時間Δｔ２’よりも第２の閾時間以上小さい場合とにおいて、液面レベルが２つ抵抗体センサ１２ａ，１２ｂの位置よりも下がったと検知する。なお、情報出力部１４０及びヒートポンプ制御部１５０は、実施の形態１と同様に、液面検知部１３０による検知結果に応じた処理を実行する。
【００８１】
以上説明したように、実施の形態２に係る液面検知装置１００は、シェル９の内部において水平方向に並んで配置された２つの抵抗体センサ１２ａ，１２ｂを交互に加熱し、２つの抵抗体センサ１２ａ，１２ｂから交互に得られる加熱時間に基づいて、シェル９内の油面６を検知する。このように２つの抵抗体センサ１２ａ，１２ｂを用いることで、１つの抵抗体センサ１２のみを用いる場合に比べて、液面検知の周期を半分にすることができる。その結果、液面検知の頻度を高めることができるため、液面レベルの急激な変化にも迅速に対応することができる。また、誤検知を減らすことができる。
【００８２】
なお、水平方向に３つ以上の抵抗体センサ１２を配置することもできる。シェル９の内部にＮ個（Ｎは自然数）の抵抗体センサ１２を水平方向に並べて配置し、各抵抗体センサ１２の加熱の周期をずらして順次液面レベルを検知することで、１つの抵抗体センサ１２のみを用いる場合に比べて、液面検知の周期を１／Ｎに短縮することができる。
【００８３】
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３について説明する。
【００８４】
上記実施の形態２では、加熱制御部１１０は、シェル９の内部において水平方向に配置された２つの抵抗体センサ１２ａ，１２ｂをそれぞれ交互に加熱した。これに対して、実施の形態３では、加熱制御部１１０は、第１の抵抗体センサ１２ａのみを断続的に加熱し、第２の抵抗体センサ１２ｂを加熱せず、第２の抵抗体センサ１２ｂの温度を周囲の温度として用いる。
【００８５】
図１１に、抵抗体センサ１２ａ，１２ｂの加熱時の温度と周囲の温度との関係を示す。図１１に示すように、抵抗体センサ１２ａ，１２ｂの加熱時の温度は、周囲の温度によって変化する。また、周囲の物質が液体か気体かによって、加熱時の温度の特性は異なる。そのため、加熱している第１の抵抗体センサ１２ａの周囲の物質が液体か気体かを正確に判定するためには、周囲の温度を考慮する必要がある。
【００８６】
これを解決するために、実施の形態３に係る液面検知装置１００において、液面検知部１３０は、加熱していない第２の抵抗体センサ１２ｂの温度、すなわち周囲の温度に応じて、第１の閾時間及び第２の閾時間を補正する。第１の閾時間及び第２の閾時間は、第１の加熱時間Δｔ１と第２の加熱時間Δｔ２との差から液面検知部１３０が判定処理を実行する際に用いる閾値である。加熱していない第２の抵抗体センサ１２ｂの温度は、加熱している第１の抵抗体センサ１２ａの温度と同様に、温度取得部１２０によって取得される。
【００８７】
より詳細には、図１１に示すように、周囲の温度が高くなるほど、周囲の物質が液体である場合と気体である場合とで加熱時の温度の差が小さくなる。そのため、液面検知部１３０は、周囲の温度が高い場合は、周囲の温度が低い場合に比べて、第１の閾時間及び第２の閾時間をより短い時間に補正する。
【００８８】
このように、２つの抵抗体センサ１２ａ，１２ｂのうちの一方で周囲の温度を検出することで、液面検知部１３０による気液の判定処理を補正することができる。その結果、液面レベルの誤検知を減らすことができる。また、周囲の温度が急激に変化した場合でも、液面レベルを高い精度で検知をすることが可能となる。
【００８９】
（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４について説明する。
【００９０】
図１２に、実施の形態４における液面センサ１０ｂの拡大断面図を示す。図１２の左側は、水平面上の第１の方向（ｘ方向）から見た液面センサ１０ｂの外観を示している。図１２の右側は、水平面上の第２の方向（ｙ方向）であって、シェル９の内側から見た液面センサ１０ｂの外観を示している。図１２に示すように、液面センサ１０ｂは、電気を流す４つの端子１１と、４つの端子１１の先に設けられた第１の抵抗体センサ１２ｃ及び第２の抵抗体センサ１２ｄと、を備える。すなわち、シェル９の内部には、２つの抵抗体センサ１２ｃ，１２ｄが配置されている。なお、圧縮機１及び空調システム４０における液面センサ１０ｂ以外の構成は、実施の形態１と同様である。
【００９１】
第１の抵抗体センサ１２ｃ及び第２の抵抗体センサ１２ｄは、それぞれ実施の形態１，２における抵抗体センサ１２，１２ａ，１２ｂと同様のセンサである。具体的に説明すると、第１の抵抗体センサ１２ｃ及び第２の抵抗体センサ１２ｄは、それぞれ電気を印加することで自己発熱し、温度によって抵抗値が変化することを利用した、第１の温度センサ及び第２の温度センサである。
【００９２】
図１２に示すように、第１の抵抗体センサ１２ｃ及び第２の抵抗体センサ１２ｄは、油７に接触できるように、シェル９の内側に向けて突出した位置に、鉛直方向に並んで配置されている。言い換えると、第１の抵抗体センサ１２ｃと第２の抵抗体センサ１２ｄとは、異なる高さの位置に設置されている。第２の抵抗体センサ１２ｄは、第１の抵抗体センサ１２ｃよりも低い位置に配置されている。
【００９３】
液面検知装置１００は、このような２つの抵抗体センサ１２ｃ，１２ｄを備える液面センサ１０ｂを用いて、圧縮機１のシェル９の内部の油面６を検知する。液面検知装置１００のハードウェア構成は、実施の形態１と同様である。また、液面検知装置１００の機能構成において、実施の形態１と同じ部分については説明を省略し、実施の形態１と異なる部分について説明する。
【００９４】
温度取得部１２０は、第１の抵抗体センサ１２ｃの温度である第１の温度と、第２の抵抗体センサ１２ｄの温度である第２の温度と、を取得する。温度を取得する方法は、実施の形態１と同様である。具体的に説明すると、温度取得部１２０は、２つの抵抗体センサ１２ｃ，１２ｄのそれぞれについて、電圧値と電流値とから抵抗値を計算し、温度テーブル３６を参照して抵抗値を温度に変換する。
【００９５】
圧縮機１の運転中は、高温のガス冷媒が戻るため、ガス冷媒と圧縮機１の底部の油の間に温度差が生じることがある。このため、抵抗体センサ１２ｃ，１２ｄを加熱せず、液体とガスの温度を比較するだけで液体とガスを識別できることがある。すなわち、加熱制御部１１０が第１の抵抗体センサ１２ｃ及び第２の抵抗体センサ１２ｄを加熱していない場合、第１の抵抗体センサ１２ｃ及び第２の抵抗体センサ１２ｄの温度は、これらの周囲が液体であるか気体であるかによって異なることになる。特に、シェル９の内部と温度差が大きい液体又は気体がシェル９の内部に流れ込んだ場合は、液体と気体との間に温度差が大きい。そのため、このような場合、異なる高さに配置された２つの抵抗体センサ１２ｃ，１２ｄの温度を比較することで、液面が２つの抵抗体センサ１２ｃ，１２ｄの間にあるか否かを検知することができる。
【００９６】
そのため、液面検知部１３０は、加熱制御部１１０が第１の抵抗体センサ１２ｃ及び第２の抵抗体センサ１２ｄを加熱していない時において、第１の抵抗体センサ１２ｃの温度が第２の抵抗体センサ１２ｄの温度より規定値以上高いか否かを判定する。判定の結果、第１の抵抗体センサ１２ｃの温度が第２の抵抗体センサ１２ｄの温度より規定値以上高い場合、液面検知部１３０は、液面レベルが第１の抵抗体センサ１２ｃと第２の抵抗体センサ１２ｄとの間であると検知する。この規定値は、予め設定されており、ＲＯＭ又は記憶部３４に記憶されている。
【００９７】
これに対して、加熱制御部１１０が第１の抵抗体センサ１２ｃ及び第２の抵抗体センサ１２ｄを加熱していない時において、第１の抵抗体センサ１２ｃの温度が第２の抵抗体センサ１２ｄの温度より規定値以上高くない場合、２つの抵抗体センサ１２ｃ，１２ｄの間の温度差からは、液面レベルを検知することができない。この場合、加熱制御部１１０は、第１の抵抗体センサ１２ｃ及び第２の抵抗体センサ１２ｄを加熱する。
【００９８】
具体的に説明すると、加熱制御部１１０は、第１の抵抗体センサ１２ｃに対して第１の加熱処理及び第２の加熱処理を実行し、第２の抵抗体センサ１２ｄに対して第３の加熱処理及び第４の加熱処理を実行する。これら第１から第４の加熱処理は、実施の形態２において説明したものと同様である。但し、実施の形態２のように、第１の抵抗体センサ１２ｃと第２の抵抗体センサ１２ｄとを交互に加熱する必要は無い。各加熱処理のタイミングは自由に設定することができる。
【００９９】
液面検知部１３０は、２つの抵抗体センサ１２ｃ，１２ｄのそれぞれについて、液面レベルを検知する。具体的に説明すると、液面検知部１３０は、第１の抵抗体センサ１２ｃの温度が第１の加熱処理において規定の温度差ΔＴ上昇するまでに要した第１の加熱時間Δｔ１と、第２の加熱処理において規定の温度差ΔＴ上昇するまでに要した第２の加熱時間Δｔ２と、の差に基づいて、液面レベルを検知する。また、液面検知部１３０は、第２の抵抗体センサ１２ｄの温度が第３の加熱処理において規定の温度差ΔＴ上昇するまでに要した第３の加熱時間Δｔ１’と、第４の加熱処理において規定の温度差ΔＴ上昇するまでに要した第４の加熱時間Δｔ２’と、の差に基づいて、液面レベルを検知する。２つの抵抗体センサ１２ｃ，１２ｄは鉛直方向に異なる高さに配置されているため、液面検知部１３０は、２点で液面レベルを検知することができる。
【０１００】
具体的に説明すると、液面検知部１３０は、第１の加熱時間Δｔ１が第２の加熱時間Δｔ２よりも第１の閾時間以上大きい場合、液面レベルが第１の抵抗体センサ１２ｃの位置よりも上がったと検知する。また、情報出力部１４０は、第１の加熱時間Δｔ１が第２の加熱時間Δｔ２よりも第２の閾時間以上小さい場合であって、且つ、第３の加熱時間Δｔ１’が第４の加熱時間Δｔ２’よりも第１の閾時間以上大きい場合、液面レベルが第１の抵抗体センサ１２ｃと第２の抵抗体センサ１２ｄとの間にあると検知する。更に、情報出力部１４０は、第３の加熱時間Δｔ１’が第４の加熱時間Δｔ２’よりも第２の閾時間以上小さい場合、液面レベルが第２の抵抗体センサ１２ｄの位置よりも下がったと検知する。なお、情報出力部１４０及びヒートポンプ制御部１５０は、実施の形態１と同様に、液面検知部１３０による検知結果に応じた処理を実行する。
【０１０１】
以上説明したように、実施の形態４に係る液面検知装置１００は、シェル９の内部において異なる高さに配置された２つの抵抗体センサ１２ｃ，１２ｄを用いて、液面レベルを検知する。２つの抵抗体センサ１２ｃ，１２ｄの非加熱時における温度差が規定値以上であれば、２つの抵抗体センサ１２ｃ，１２ｄを加熱すること無く液面レベルを検知することができる。これにより、加熱時間を抑えることができるため、消費電力を節約することができ、省エネルギー効果が得られる。
【０１０２】
なお、異なる高さに３つ以上の抵抗体センサ１２を配置することもできる。多数の異なる高さに抵抗体センサ１２を設けることで、液面レベルを検知可能な範囲を広げることができる。
【０１０３】
また、実施の形態２，３，４のように複数の抵抗体センサ１２を用いる場合には、それぞれの温度、抵抗値、又は加熱時の応答を比較することで、各センサの異常又は劣化を発見することができる。また、複数のセンサの平均値からのずれを用いて、経年劣化による各センサの誤差を補正することもできる。
【０１０４】
（変形例）
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明を実施するにあたっては、種々の形態による変形及び応用が可能である。
【０１０５】
例えば、上記実施の形態では、本発明に係るヒートポンプシステムとして、空調システム４０を例にとって説明した。しかしながら、本発明に係るヒートポンプシステムは、空調システム４０に限らず、圧縮機１が冷媒を圧縮してヒートポンプを循環させる装置であれば、冷凍システム又は給湯システム等であっても良い。
【０１０６】
また、本発明に係る液面検知装置１００は、ヒートポンプシステムにおける圧縮機１内の油面６を検知することに限らず、容器に収容された液体の液面レベルを検知するものであれば、どのような装置、設備又はシステム等にも適用することできる。液面レベルが検知される液体は、水又は各種の有機溶媒であっても良い。例えば、ヒートポンプシステムにおける他の使用例として、本発明に係る液面検知装置１００をアキュムレータ又は液溜め等における液面レベルの検知に用いることもできる。この場合は、液面検知装置１００は、ガス冷媒と液冷媒との間の液面を検知する。
【０１０７】
上記実施の形態では、室外機制御部１００が、本発明に係る液面検知装置１００として機能した。しかしながら、本発明において、室内機制御部１０１又はリモートコントローラ１０２等、室外機制御部１００以外の機器が液面検知装置１００として機能しても良い。また、ヒートポンプシステムが設置された住宅内の各機器を統合的に制御することが可能なＨＥＭＳ（Home Energy Management System）コントローラが、液面検知装置１００として機能しても良いし、インターネット等の広域ネットワークを介してヒートポンプシステムに接続されるサーバが、液面検知装置１００として機能しても良い。
【０１０８】
上記実施の形態では、温度に応じて抵抗値が変化する抵抗体センサ１２が、温度センサとして機能した。しかしながら、本発明において、温度センサは、容器の内部に配置されて、加熱制御部１１０によって加熱された際の自身の温度を計測することができるものであれば、どのようなセンサであっても良い。例えば、温度センサは、抵抗体センサ１２のように発熱する素子としての機能と温度を検出する素子としての機能の両方を備えている必要は無い。すなわち、温度センサとは別に発熱する素子（加熱体）が設けられていても良い。
【０１０９】
上記実施の形態では、加熱制御部１１０は、抵抗体センサ１２の抵抗値から得られた温度を参照して、抵抗体センサ１２の加熱処理の開始と終了とを制御した。しかしながら、温度ではなく抵抗値をそのまま用いることもできる。例えば、抵抗体センサ１２がＰＴＣセンサである場合には、抵抗値と温度とは比例する。そのため、図６の縦軸を抵抗値で表しても同様の傾向が得られる。また、抵抗体センサ１２がＮＰＣセンサであっても、正負を逆に置き換えることで同様の傾向が得られる。そのため、加熱制御部１１０は、抵抗体センサ１２の抵抗値を参照して、抵抗体センサ１２の加熱処理の開始と終了とを制御することができる。
【０１１０】
上記の実施の形態では、液面検知部１３０は、抵抗体センサ１２の温度Ｔが第１の温度Ｔ１から規定の温度差ΔＴ分上昇するまでの加熱時間に基づいて、液面レベルを検知した。しかしながら、液面検知部１３０は、加熱開始後、ある程度の時間が経過して抵抗体センサ１２の温度が上昇してから計時を開始し、その時点から規定の温度差ΔＴ分上昇するまでの加熱時間に基づいて、液面レベルを検知しても良い。特に、ヒートポンプの運転状態によっては、抵抗体センサ１２の初期温度が一定の温度にならない場合がある。そのような場合でも、規定の温度差ΔＴを基準として加熱時間を計測することで、高い精度で気液を判定することができる。
【０１１１】
上記実施の形態では、液面検知部１３０は、抵抗体センサ１２の温度が規定の温度差ΔＴ分上昇するまでに要した加熱時間に基づいて、液面レベルを検知した。しかしながら、温度と時間との関係を逆転させても良い。具体的に説明すると、液面検知部１３０は、第１の加熱処理において規定の時間の間に抵抗体センサ１２の温度が上昇した第１の上昇値と、第２の加熱処理において規定の時間の間に抵抗体センサ１２の温度が上昇した第２の上昇値と、の差に基づいて、液面レベルを検知しても良い。規定の時間は、例えば５秒又は１０秒等であって、ＲＯＭ又は記憶部３４に予め記憶されている。言い換えると、液面検知部１３０は、第１の加熱時間と第２の加熱時間との差、又は、第１の上昇値と第２の上昇値との差の少なくともいずれかに基づいて、液面レベルを検知することができる。
【０１１２】
同じ加熱時間の間に上昇する温度は、液体よりも気体の方が高い。そのため、液面検知部１３０は、第２の上昇値が第１の上昇値よりも第１の閾値以上小さいか否かを判定し、第２の上昇値が第１の上昇値よりも第１の閾値以上小さい場合、油面６が抵抗体センサ１２の位置よりも上がったと検知する。また、液面検知部１３０は、第２の上昇値が第１の上昇値よりも第１の閾値以上大きいか否かを判定し、第２の上昇値が第１の上昇値よりも第１の閾値以上大きい場合、油面６が抵抗体センサ１２の位置よりも下がったと検知する。また、これらのどちらでもない場合、液面検知部１３０は、油面６が抵抗体センサ１２の位置を超えては変化していないと検知する。そして、上記それぞれの場合において、情報出力部１４０は、液面検知部１３０による検知結果を示す出力情報を出力する。第１の閾値と第２の閾値とは、予め設定されており、ＲＯＭ又は記憶部３４に記憶されている。
【０１１３】
また、実施の形態２，３，４において、温度と時間との関係を逆転させて、液面検知部１３０が第１の上昇値と第２の上昇値との差に基づいて液面レベルを検知しても良い。この場合、実施の形態２では、液面検知部１３０は、第３の加熱処理において規定の時間の間に第２の抵抗体センサ１２ｂの温度が上昇した第３の上昇値と、第４の加熱処理において規定の時間の間に第２の抵抗体センサ１２ｂの温度が上昇した第４の上昇値と、の差に基づいて、液面レベルを検知する。実施の形態３では、液面検知部１３０は、加熱制御部１１０によって加熱されている抵抗体センサ１２の周囲の温度に応じて、第１の閾値及び第２の閾値を補正する。実施の形態４では、液面検知部１３０は、加熱制御部１１０が２つの抵抗体センサ１２ｃ，１２ｄを加熱していない時において、第１の抵抗体センサ１２ｃの温度が第２の抵抗体センサ１２ｄの温度より規定値以上高くない場合、第１の上昇値と第２の上昇値との差、又は、第３の上昇値と第４の上昇値との差に基づいて、液面レベルを検知する。
【０１１４】
上記実施の形態では、液面検知装置１００の制御部３１において、ＣＰＵがＲＯＭ又は記憶部３４に記憶されたプログラムを実行することによって、加熱制御部１１０、温度取得部１２０、液面検知部１３０、情報出力部１４０及びヒートポンプ制御部１５０のそれぞれとして機能した。しかしながら、本発明において、制御部３１は、専用のハードウェアであってもよい。専用のハードウェアとは、例えば単一回路、複合回路、プログラム化されたプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、又は、これらの組み合わせ等である。制御部３１が専用のハードウェアである場合、各部の機能それぞれを個別のハードウェアで実現してもよいし、各部の機能をまとめて単一のハードウェアで実現してもよい。
【０１１５】
また、各部の機能のうち、一部を専用のハードウェアによって実現し、他の一部をソフトウェア又はファームウェアによって実現してもよい。このように、制御部３１は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又は、これらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。
【０１１６】
本発明に係る液面検知装置１００の動作を規定する動作プログラムを既存のパーソナルコンピュータ又は情報端末装置等のコンピュータに適用することで、当該コンピュータを、本発明に係る液面検知装置１００として機能させることも可能である。
【０１１７】
また、このようなプログラムの配布方法は任意であり、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk ROM）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ＭＯ（Magneto Optical Disk）、又は、メモリカード等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配布してもよいし、インターネット等の通信ネットワークを介して配布してもよい。
【０１１８】
本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。すなわち、本発明の範囲は、実施の形態ではなく、請求の範囲によって示される。そして請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、この発明の範囲内とみなされる。
【産業上の利用可能性】
【０１１９】
本発明は、ヒートポンプシステム等に好適に採用され得る。
【符号の説明】
【０１２０】
１  圧縮機、２  吸入管、３  吐出管、４  圧縮機構、５  電動機、６  油面、７  油、９  シェル、１０，１０ａ，１０ｂ  液面センサ、１１  端子、１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ  抵抗体センサ、３１  制御部（演算回路）、３２  計時部、３３  電源回路、３４  記憶部、３５  通信インタフェース、３６  温度テーブル、３９  バス、４０  空調システム、４１  室内機、４２  室外機、４５  空調エリア、５０  冷媒回路、５２  四方弁、５３  室外熱交換器、５４  膨張弁、５５  室内熱交換器、５６  室外送風機、５７  室内送風機、１００  液面検知装置（室外機制御部）、１０１  室内機制御部、１０２  リモートコントローラ、１０３  通信線、１０４  表示部、１１０  加熱制御部、１２０  温度取得部、１３０  液面検知部、１４０  情報出力部、１５０  ヒートポンプ制御部、２００  液面検知システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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