CN103542464B - 空调机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空调机。包括印刷电路板(31)、开关箱（40）和制冷剂回路(10)，在该印刷电路板(31)上安装有功率元件(33)，该开关箱（40）收纳所述印刷电路板（31），该制冷剂回路（10）进行制冷循环。所述空调机包括冷却部件（20、50），该冷却部件（20、50）利用所述制冷剂回路（10）的制冷剂的流通对所述功率元件（33）进行冷却，在所述开关箱（40）的一面留出该一面的周缘地形成有通孔（40a），所述冷却部件（20、50）从所述开关箱（40）的外侧固定在所述周缘上，并且经由所述通孔（40a）与所述功率元件（33）连结。

Description

空调机

本申请是原案申请号为200980122776.8的发明专利申请(国际申请号：PCT/JP2009/003339，申请日：2009年7月15日，发明名称：空调机)的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种制冷剂循环来进行蒸气压缩式制冷循环的空调机。

背景技术

在制冷剂循环来进行蒸气压缩式制冷循环的空调机中，安装有直交流转换电路等电路，以控制压缩机的电动机的运转状态。一般来说，该直交流转换电路中使用了产生高温的功率元件，在现有的空调机中设置有冷却功率元件的部件，以防止该功率元件的温度超过它的可工作温度。作为这种冷却部件的一个示例，可以列举出利用制冷循环中所使用的制冷剂来冷却功率元件的部件(参照例如专利文献1)。在专利文献1所涉及的空调机中，将制冷循环中使用的制冷剂所流经的制冷剂通路设置在制冷剂套(jacket)(在该文献中为散热片)中，将功率元件(在该文献中为大功率晶体管)固定在该制冷剂套上，并将制冷剂套收纳在电气部件箱中。

专利文献1：日本公开特许公报特开昭62－69066号公报

－发明所要解决的技术问题－

在空调机中，具有一种将功率元件布置在印刷电路板上构成电路，再将该印刷电路板固定在开关箱内的空调机。

如上所述，在将功率元件设置在印刷电路板上的情况下，若像现有空调机那样将制冷剂套安装在功率元件上，则在运转过程中由于以压缩机为振动源沿制冷剂管道传递而来的振动，就会使过大的载荷作用在功率元件的导线上，因而认为有可能引起接触不良或者导致功率元件破损。

发明内容

本发明是鉴于所述问题而发明出来的，其目的在于：在利用制冷剂套中流通的制冷剂冷却功率元件的空调机中，防止过大的载荷作用在功率元件的导线上。

－用以解决技术问题的技术方案－

为了解决上述技术问题，本发明以下述空调机为对象。该空调机包括印刷电路板31、开关箱40和制冷剂回路10，在该印刷电路板31上安装有功率元件33，该开关箱40收纳所述印刷电路板31，该制冷剂回路10进行制冷循环，其特征在于：所述空调机包括冷却部件20、50，该冷却部件20、50利用所述制冷剂回路10的制冷剂的流通对所述功率元件33进行冷却，在所述开关箱40的一面以规定宽度留出该一面的周缘地形成有通孔40a，所述冷却部件20、50从所述开关箱40的外侧固定在所述周缘上，并且经由所述通孔40a与所述功率元件33连结。

另外，该空调机包括印刷电路板31和制冷剂套20，在该印刷电路板31上安装有功率元件33，该制冷剂套20与该功率元件33相连接，并且制冷循环中所使用的制冷剂在该制冷剂套20的内部流通。该空调机利用在该制冷剂套20中流通的制冷剂对该功率元件33进行冷却。其特征在于：所述印刷电路板31和所述制冷剂套20由作为共用的支撑部件的开关箱40连接，所述印刷电路板31经由垫片32固定在该开关箱40内，所述功率元件33经由传热板50安装在所述制冷剂套20上，所述传热板50安装在所述开关箱40上。

由此，印刷电路板31和制冷剂套20由支撑部件40连接起来，在例如制冷剂套20由于沿着制冷剂管道传递来的振动而振动的情况下，印刷电路板31和制冷剂套20进行相同的动作(振动)。在此，开关箱40起支撑部件的作用，在例如制冷剂套20由于沿着制冷剂管道传递来的振动而振动的情况下，印刷电路板31和制冷剂套20进行相同的动作(振动)。

并且，根据所述功率元件33经由传热板50安装在所述制冷剂套20上这一特征，能利用传热板50确保规定的热容量。

另外，根据所述传热板50安装在所述支撑部件40上这一特征，制冷剂套20经由传热板50间接地固定在支撑部件40上，其结果是印刷电路板31和制冷剂套20由支撑部件40连接起来。

－发明的效果－

根据本发明，因为在制冷剂套20被加振的情况下，印刷电路板31和制冷剂套20进行相同的动作(振动)，所以能够防止过大的载荷作用在功率元件33的导线33a上。因此，能够防止功率元件33破损。此外，因为能利用传热板50确保规定的热容量，所以在例如制冷剂流量很少的时候能够使功率元件33的热散发掉。此外，在制冷剂流量很少的时候能够确保用以使功率元件33的热散发掉的规定热容量，同时能够防止过大的载荷作用在功率元件33的导线33a上。

附图说明

图1是本发明的实施方式所涉及的空调机中的制冷剂回路的管道系统图。

图2是表示功率元件、制冷剂套及传热板的安装结构的图。

图3是表示室外机的横截面形状的示意图，示出压缩机等主要设备的布置情况。

符号说明

1－空调机；20－制冷剂套；31－印刷电路板；33－功率元件；40－开关箱(支撑部件)；50－传热板。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。此外，以下实施方式是本质上优选的示例，但并没有意图对本发明、本发明的应用对象或它的用途范围加以限制。

图1是本发明的实施方式所涉及的空调机1中的制冷剂回路10的管道系统图。该空调机1是进行能够实现制冷运转和制热运转的蒸气压缩式制冷循环的空调机。如图1所示，空调机1包括设置在室外的室外机100和设置在室内的室内机200。室外机100和室内机200经由第一连接管道11及第二连接管道12彼此连接在一起，构成制冷剂循环来进行蒸气压缩式制冷循环的制冷剂回路10。

<室内机>

在室内机200中，设置有用以使制冷剂与室内空气进行热交换的室内热交换器210。能够用例如横向肋片(crossfin)型管片式热交换器等作为该室内热交换器210。还有，在室内热交换器210附近，设置有室内风扇(省略图示)。

<室外机>

在室外机100中，设置有压缩机13、油分离器14、室外热交换器15、室外风扇16、膨胀阀17、集液器(accumulator)18、四通换向阀19、制冷剂套20及电路30，并将它们收纳在壳体(下文所述的室外机壳体70)中。

压缩机13从吸入口吸入制冷剂后进行压缩，将压缩后的制冷剂从喷出口喷出。能够用例如涡旋式压缩机等多种压缩机作为该压缩机13。

油分离器14将已从压缩机13喷出的混有润滑油的制冷剂分离成制冷剂和润滑油后，将制冷剂送向四通换向阀19，并使润滑油返回压缩机13。

室外热交换器15是用以使制冷剂与室外空气进行热交换的空气热交换器，能够采用例如横向肋片型管片式热交换器等。在室外热交换器15附近，设置有将室外空气送向室外热交换器15的室外风扇16。

膨胀阀17与室外热交换器15和室内热交换器210连接，使已流入的制冷剂膨胀而减压至规定压力后流出。膨胀阀17能够由例如开度可变的电子膨胀阀构成。

集液器18对所流入的制冷剂进行气液分离，将分离出来的气态制冷剂送向压缩机13。

四通换向阀19设置有第一阀口至第四阀口这四个阀口，并能够在第一阀口与第三阀口连通的同时第二阀口与第四阀口连通的第一状态(图1中用实线表示的状态)和第一阀口与第四阀口连通的同时第二阀口与第三阀口连通的第二状态(图1中用虚线表示的状态)之间进行切换。在该室外机100中，第一阀口经由油分离器14与压缩机13的喷出口连接，第二阀口经由集液器18与压缩机13的吸入口连接。还有，第三阀口经由室外热交换器15及膨胀阀17与第二连接管道12连接，第四阀口与第一连接管道11连接。并且，在室外机100中，当进行制冷运转时四通换向阀19被切换为第一状态，当进行制热运转时该四通换向阀19被切换为第二状态。

制冷剂套20是例如通过使铝等金属形成为扁平的长方体形状而制得的，覆盖住将室外热交换器15和膨胀阀17连接起来的制冷剂管道21的一部分，并与制冷剂管道21热连接。具体来说，在该制冷剂套20中，如图2所示设置有两个使制冷剂管道21嵌入其中的通孔，制冷剂管道21穿过一个通孔后折回形成“U”字形，然后再穿过另一个通孔。也就是说，可以看作：制冷循环中所使用的制冷剂在制冷剂套20的内部流通。

电路30对压缩机13的电动机的转速等进行控制。该电路30形成在印刷电路板31上，印刷电路板31经由垫片32固定在开关箱40内。如图2所示，利用对导线33a进行钎焊等的方法将具有导线33a的功率元件33等设置在该印刷电路板31上。该功率元件33是例如向压缩机13的电动机供电的直交流转换电路的开关元件，在压缩机13运转时该功率元件33便会发热，若不预先冷却功率元件33，功率元件33的温度就有可能超过可工作温度(例如90℃)。为此，在空调机1中，利用在制冷剂套20中流通的制冷剂对功率元件33进行冷却。

具体来说，在空调机1中，如图2所示，将制冷剂套20固定在开关箱40上，对开关箱40内的功率元件33进行冷却。更为具体地说，开关箱40形成为一面敞开的扁平箱状，在与敞开部相向的面上设置有通孔40a，形成为板状的传热板50由安装螺钉51固定，以覆盖住通孔40a。传热板50由铝等热电阻较小的材料制成。设置该传热板50的目的在于：确保规定的热容量，在制冷剂流量很少的时候使功率元件33的热散发掉。因此，在例如制冷剂套20具有足够热容量的情况下，并不是一定要设置传热板50。

从开关箱40的外侧用安装螺钉51将制冷剂套20固定在该传热板50上，从开关箱40的内侧用安装螺钉51将功率元件33固定在该传热板50上。也就是说，构成为：印刷电路板31和制冷剂套20由共用的支撑部件即开关箱40连接起来。在该结构下，功率元件33的热便经由传热板50传递给制冷剂套20，而向在制冷剂套20中流通的制冷剂放热。

图3是表示室外机100的横截面形状的示意图，示出压缩机13等主要设备的布置情况。如图3所示，室外机壳体70由隔板60分隔成两个空间(热交换室和机械室)。在热交换室中，截面形状形成为“L”字形的室外热交换器15面向室外机壳体70的侧面及背面而设，在该室外热交换器15附近设置有室外风扇16。还有，在机械室中，设置有制冷剂套20、压缩机13、开关箱40等。在该示例中，开关箱40的开口部朝向室外机壳体70的正面侧，开关箱40的安装有传热板50的一侧(即，制冷剂套20侧)朝向压缩机13。由此，能够从室外机壳体70的正面侧对电路30进行检查等。

－空调机1的运转动作－

下面，说明空调机1的运转动作。空调机1通过使四通换向阀19在第一状态和第二状态之间进行切换，来进行制冷运转和制热运转。

(制冷运转)

在制冷运转时，四通换向阀19被切换为第一状态(图1中用实线表示的状态)。若压缩机13处于运转状态，制冷剂就沿着图1中实线箭头所示的方向在制冷剂回路10内循环。

从压缩机13喷出的制冷剂经由油分离器14、四通换向阀19流入室外热交换器15，在室外热交换器15中，朝已由室外风扇16吸入的室外空气放热而冷凝。已冷凝的制冷剂通过制冷剂套20后，经膨胀阀17膨胀，然后经由第二连接管道12流入室内机200。

在室内机200中，制冷剂被导入室内热交换器210，在室内热交换器210中从室内空气中吸热而蒸发。由此，室内空气被冷却，得以进行制冷。然后，已蒸发的制冷剂经由四通换向阀19和集液器18被压缩机13吸入后进行压缩。

(制热运转)

另一方面，在制热运转时，四通换向阀19被切换为第二状态(图1中用虚线表示的状态)。若压缩机13处于运转状态，制冷剂就沿着图1中虚线箭头所示的方向在制冷剂回路10内循环。

从压缩机13喷出的制冷剂经由油分离器14、四通换向阀19及第一连接管道11流入室内机200。在室内机200中，制冷剂被导入室内热交换器210，在室内热交换器210中朝室内空气放热而冷凝。由此，室内空气被加热，得以进行制热。然后，已冷凝的制冷剂经由第二连接管道12被导入室外机100。

在室外机100中，制冷剂经膨胀阀17膨胀后，经由制冷剂套20流入室外热交换器15。在室外热交换器15中，制冷剂从已由室外风扇16吸入的室外空气中吸热而蒸发。已蒸发的制冷剂经由四通换向阀19和集液器18被压缩机13吸入后进行压缩。

(对功率元件33的冷却)

如上所述，在制冷运转时，在室外热交换器15中冷凝后温度低于功率元件33的温度的制冷剂在制冷剂套20中流动；在制热运转时，在室内热交换器210中冷凝后温度低于功率元件33的温度的制冷剂在制冷剂套20中流动。在上述情况下，在制冷剂套20中流动的制冷剂的温度因运转条件和室外空气条件等的不同而不同，不过该温度大约为例如40～45℃。为此，电路30的功率元件33中产生的热便经由传热板50传向制冷剂套20，并在制冷剂套20中向制冷剂管道21内的制冷剂放热。由此，功率元件33便会维持在可工作温度上。

(作用在功率元件33的导线33a上的载荷)

在制冷运转时和制热运转时，压缩机13随着其电动机的运转产生振动。该振动沿着制冷剂管道21传向制冷剂套20。为此，假设例如在印刷电路板31已被固定的状态下制冷剂套20振动，过大的载荷便会作用在功率元件33的导线33a上。

相对于此，在本实施方式中，因为制冷剂套20和印刷电路板31被固定在开关箱40上，所以若例如开关箱40具有足够的刚性，则即使振动从制冷剂管道21传递过来，制冷剂套20和印刷电路板31也都不会振动，过大的载荷便不会由于振动而作用在功率元件33的导线33a上。

还有，当开关箱40的刚性不足时，制冷剂套20由于沿着制冷剂管道21传递来的振动而被加振产生振动，不过因为制冷剂套20和印刷电路板31由开关箱40连接在一起，所以制冷剂套20和印刷电路板31进行相同的动作(振动)。因此，在这种情况下过大的载荷便不会作用在功率元件33的导线33a上。

(其它实施方式)

此外，就制冷剂套20和印刷电路板31而言，除了像所述示例那样经由传热板50将制冷剂套20间接固定在支撑部件(开关箱40)上，将印刷电路板31直接连接在支撑部件上以外，例如也可以将制冷剂套20直接连接在具有规定刚性的托架(支撑部件)上，经由开关箱40将印刷电路板31间接固定在该托架上。也就是说，制冷剂套20和印刷电路板31没有必要直接连接在支撑部件上，可以将它们间接地固定在支撑部件上。总之，在振动加在制冷剂套20上时，只要制冷剂套20和印刷电路板31被固定在共用的支撑部件上进行相同的动作(振动)即可。

－产业实用性－

本发明所涉及的空调机作为制冷剂循环来进行蒸气压缩式制冷循环的空调机很有用。

Claims (5)

1.一种空调机，其包括印刷电路板(31)、开关箱(40)和制冷剂回路(10)，在该印刷电路板(31)上安装有功率元件(33)，该开关箱(40)收纳所述印刷电路板(31)，该制冷剂回路(10)进行制冷循环，其特征在于：

所述空调机包括冷却部件(20、50)，该冷却部件(20、50)利用所述制冷剂回路(10)的制冷剂的流通对所述功率元件(33)进行冷却，

在所述开关箱(40)的一面以规定宽度留出该一面的周缘地形成有通孔(40a)，

所述冷却部件(20、50)从所述开关箱(40)的外侧固定在所述周缘上，并且经由所述通孔(40a)与所述功率元件(33)连结。

2.根据权利要求1所述的空调机，其特征在于：

所述冷却部件(20、50)由螺钉(51)固定在所述周缘上。

3.根据权利要求1或2所述的空调机，其特征在于：

所述功率元件(33)在面向所述通孔(40a)的位置上由螺钉(51)固定在所述冷却部件(20、50)上。

4.根据权利要求1或2所述的空调机，其特征在于：

所述印刷电路板(31)固定在所述周缘上。

5.根据权利要求3所述的空调机，其特征在于：

所述印刷电路板(31)固定在所述周缘上。