JP2000046376A - 室外ユニット及び空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パワートランジスタの放熱をより促すような
収容箱を備えた制御部をもつ室外ユニット及び空気調和
機を提供する。 【解決手段】 室外ユニット２０内に備えられる制御部
２０ｇは、パワートランジスタＰをはじめとする各種電
気回路素子と、これら電気回路素子を雨水から遮るため
の収容箱Ｂとにより構成されている。パワートランジス
タＰには、放熱フィンＦが備えられている。放熱フィン
Ｆは、パワートランジスタＰに面付けされる基礎板１
と、この基礎板１両面に立設された複数の放熱板２とに
より構成されている。すなわち、放熱板２の一部は、収
容箱Ｂ内部方向に伸びている。また、収容箱Ｂ左方端か
つ下方の部位には通風孔Ｂｈが形成されるとともに、同
右方には開口部Ｂａが形成されている。すなわち収容箱
Ｂ内部には、プロペラファン２０ｃの回転により、開口
部Ｂａから通風孔Ｂｈに向かって風が吹き抜ける通風路
が形成されていることになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、暖房又は冷房によ
り快適な室内環境を提供する空気調和機に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】空気調和機は、室内ユニット及び室外ユ
ニットの二つの大きな構成要素からなっている。これら
それぞれには、冷媒と室内気との間及び冷媒と室外気と
の間における熱交換を行う室内熱交換器及び室外熱交換
器が備えられている。

【０００３】これら室内熱交換器及び室外熱交換器は、
他に圧縮機、膨張弁等の要素を加えて冷媒回路を構成す
る要素になっている。冷媒はこの回路を物理的に循環す
ることで、熱的にも高温高圧気体、低温低圧気体、高温
高圧液体、低温低圧液体という状態変化の循環プロセス
を辿り、室内の冷暖房を実現することになる。なお、こ
の室内の冷暖房は、直接的には前記室内熱交換器内の冷
媒と室内気との熱交換により実現されることになる。

【０００４】ちなみに、暖房は、圧縮機で高温高圧の気
体とされた気体冷媒を室内熱交換器に送出して、当該冷
媒と室内気との間で熱交換を行うことにより実現され
る。また冷房は、高温高圧の気体冷媒を室外熱交換器に
送出して室外気と熱交換させて高温高圧の液冷媒とし、
これをさらに膨張弁に通すことで低温低圧化させて室内
熱交換器に送出し、この冷媒と室内気との間で熱交換を
行うことにより実現される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記室外ユ
ニットには、当該室外ユニットに関する動作制御等を行
う制御部が備えられている。この制御部は、収容箱内に
各種電気回路素子が収められた形態で構成されている
が、当該電気回路素子のうちで中心的な役割を担うもの
の一つが、パワートランジスタである。

【０００６】このパワートランジスタは運転時に多量の
熱を発生する。この熱を放置しておくとパワートランジ
スタ自身の動作不良を招くばかりでなく、周囲の電気回
路素子にも悪影響を与える。したがって、熱を放散させ
るような手段が必要となる。パワートランジスタＰに
は、この熱の放散を目的として、図４に示すように放熱
フィンＦが備えられている。放熱フィンＦは、パワート
ランジスタＰに面付けで密着する基礎板１と、この基礎
板１の両面に立設された複数の放熱板２とを備えた構成
となっている。放熱フィンＦはパワートランジスタＰか
ら発せられた熱を吸収するとともに、収容箱Ｂ外に突き
出された各放熱板２間を抜ける空気により冷やされる。
これによりパワートランジスタＰの放熱を行うものであ
る。

【０００７】ところが、パワートランジスタＰ周囲にこ
もる熱は相当量に達するため、上記放熱フィンＦのみに
よる熱の放散では十分であるとはいえず、さらなる放熱
性能の向上が望まれている現状にある。特に前記収容箱
Ｂ内の温度は相当上昇するものと考えられる。また、夏
期等、外部温度が比較的高い場合には、上記した熱の問
題はより明らかに認められる。パワートランジスタＰの
安定した動作を保つためには、このような状況でも十分
な放熱を促さなければならない。万一パワートランジス
タＰの動作不良が発生した場合には、室外ユニット、空
気調和機の動作にも影響を及ぼすことが考えられるため
である。

【０００８】ところで、上記のような事態を回避しよう
と、放熱フィンＦの性能を向上させる目的において、一
般的に放熱板２の枚数を増加させるという方策が考えら
れるが、この場合、放熱フィンＦが大型化してしまい、
制御部を構成する収容箱Ｂ内における各機器及び装置の
配置に関する自由度が奪われてしまうという問題があっ
た。

【０００９】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、パワートランジスタの放
熱をより促すような収容箱を備えた制御部をもつ室外ユ
ニット及び空気調和機を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために以下の手段をとった。すなわち、請求項
１の室外ユニットは、室外熱交換器と、該室外熱交換器
又は室内熱交換器に高温高圧の気体冷媒を送出する圧縮
機と、各種電気回路素子と該電気回路素子をその内部に
収容するとともに通風路が形成された収容箱とにより構
成されている制御部とが備えられていることを特徴とす
るものである。

【００１１】これによれば、収容箱内部には、通風路を
通って新たな空気が常に供給されることになる。すなわ
ち、電気回路素子上を風が吹き抜けることが可能とな
る。したがって、前記電気回路素子に放熱フィンが取り
付けられている場合等は、特にその放熱フィンの放熱性
能の向上が図れることになる。

【００１２】また請求項２記載の空気調和機は、室外熱
交換器と、該室外熱交換器又は室内熱交換器に高温高圧
の気体冷媒を送出する圧縮機と、各種電気回路素子と該
電気回路素子を収め通風路が形成されている収容箱とに
より構成された制御部とを備えている室外ユニットと、
吸込口から室内気を吸い込みかつ吹出口から吹き出すた
めのファンと、前記室内気と前記室外ユニットから供給
された冷媒との間で熱交換を行う室内熱交換器とを備え
た室内ユニットとを備えたことを特徴とするものであ
る。

【００１３】この空気調和機は、請求項１記載の室外ユ
ニットを備えたものであると言うことができる。すなわ
ち、本空気調和機は、制御部における電気回路素子から
発する熱を外部へと効率的に放散することによって、室
外ユニットの安定した動作が保障されるという作用を有
した空気調和機であるということがいえる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下では、本発明の実施の形態に
ついて、図を参照して説明する。図１は空気調和機の全
体構成を示す説明図である。空気調和機は、室内ユニッ
ト１０及び室外ユニット２０から構成されている。これ
ら室内ユニット１０及び室外ユニット２０は、冷媒が導
通する冷媒配管３０や図示しない電気配線等により接続
されている。冷媒配管３０は２本備えられており、冷媒
は、その一方において室内ユニット１０から室外ユニッ
ト２０へ、また他方において室外ユニット２０から室内
ユニット１０へと流れることになる。

【００１５】室内ユニット１０は、ベース１１と前面パ
ネル１２とが一体的に構成されたものとなっている。ベ
ース１１にはプレートフィンチューブ型の室内熱交換
器、略円筒形状のクロスフローファン（ファン）等の各
種機器が備えられている。なお、これらはともに図示さ
れていない。ベース１１には、この他室内ユニット１０
に関する動作制御等を行う、各種電気回路素子から構成
されたコントロール部１１ａが備えられている。コント
ロール部１１ａには運転状況やエラーモードを表示する
ための適当なインジケータ１１ｂが備えられている。こ
のインジケータ１１ｂは、前面パネル１２に設けられた
透視部１２ａにより、外部から確認可能となっている。
なお、ベース１１の後方には、据え付け板１３が備えら
れ、これにより室内ユニット１０を室内の壁等に設置す
ることが可能となっている。

【００１６】前面パネル１２には、吸込グリル（吸込
口）１２ｂが前面及び上面のそれぞれに形成されてい
る。室内の空気は、これら吸込グリル１２ｂにより多方
向から室内ユニット１０内に吸い込まれるようになって
いる。ちなみに、吸込グリル１２ｂの背後にはエアフィ
ルタ１２ｃが備えられており、吸い込まれた空気等の粉
塵を除く働きをしている。また、前面パネル１２には、
その下方に吹出口１２ｄが形成されており、ここから暖
められた空気あるいは冷やされた空気が吹き出されるよ
うになっている。なお、この空気吸込及び空気吹出は、
前記クロスフローファンが回転することによって行われ
る。

【００１７】室外ユニット２０には、筐体２０ａ内に室
外熱交換器２０ｂ、プロペラファン２０ｃ、圧縮機２０
ｆ、制御部２０ｇ等が備えられている。室外熱交換器２
０ｂは、周囲に多数のコルゲートフィンを備えた冷媒配
管により構成されており、冷媒と室外気との熱交換を実
現するためのものである。プロペラファン２０ｃは、筐
体２０ａ内に背面から前面へと抜ける風を生じさせるこ
とにより新たな空気を常に筐体２０ａ内に取り込んで、
熱交換効率の向上を図るために設けられている。

【００１８】なお、前記室外熱交換器２０ｂ及びプロペ
ラファン２０ｃが外部と向き合う筐体２０ａ面には、そ
れぞれフィンガード２０ｄ及びファンガード２０ｅが設
けられている。フィンガード２０ｄは、前記コルゲート
フィンが外部からの不意の衝撃により破損することなど
がないように設けられているものである。ファンガード
２０ｅも、これと同様にプロペラファン２０ｃを外部衝
撃から保護することを一つの目的とするとともに、外気
に含まれる粉塵等を筐体２０ａ内に取り込ませないこと
を目的として備えられているものである。

【００１９】圧縮機２０ｆは、低温低圧の気体冷媒を、
高温高圧の気体冷媒に変換して吐出するものであり、冷
媒回路を構成する部品の中では最も中心的な働きを担う
ものである。ちなみに冷媒回路とは、この圧縮機２０ｆ
に加えて、上記した室内熱交換器、室外熱交換器２０
ｂ、冷媒配管３０、膨張弁、及び冷媒の流れ方向を規定
する四方弁（膨張弁及び四方弁は共に不図示）等から概
略構成され、冷媒を室内ユニット１０と室外ユニット２
０との間で循環させる回路である。

【００２０】制御部２０ｇは、前記プロペラファン２０
ｃ、圧縮機２０ｆ、その他室外ユニット２０に備えられ
た各種機器に関する動作制御等を行うもので、各種電気
回路素子から構成されているものである。

【００２１】室外ユニット２０には、上記の他、筐体２
０ａを支持するとともに外部振動等の影響を回避するた
め、台座２０ｈが備えられている。また、前記圧縮機２
０ｆに近い筐体２０ａの壁は、前記圧縮機２０ｆのメン
テナンス等を実施するため取り外し可能なパネル２０ｉ
を備えたものとなっている。

【００２２】以下では、これらの構成となる空気調和機
の作用について、暖房運転時及び冷房運転時のそれぞれ
の場合に分けて説明する。まず、暖房運転時には、圧縮
機２０ｆで高温高圧の気体とされた冷媒は、冷媒配管３
０を通り室内ユニット１０における図示しない室内熱交
換器に送られる。室内ユニット１０内では、クロスフロ
ーファンにより吸込グリル１２ｂから取り込まれた室内
気に対して、室内熱交換器を通過する高温高圧の気体冷
媒から熱が与えられる。このことにより、前面パネル１
２下方の吹出口１２ｄから温風が吹き出されることにな
る。また同時に、高温高圧の気体冷媒は、前記室内熱交
換器において凝縮液化し、高温高圧の液冷媒となる。

【００２３】この高温高圧の液冷媒は、再び冷媒配管３
０を通って室外ユニット２０における室外熱交換器２０
ｂに送られる。室外ユニット２０では、プロペラファン
２０ｃにより筐体２０ａ内に取り込まれた新しい室外気
から、室外熱交換器２０ｂを通過する高温高圧の液冷媒
が熱を奪うことになる。高温高圧の液冷媒は、このこと
により蒸発気化して低温低圧の気体冷媒となる。これが
再び圧縮機２０ｆに送出され、上記過程を繰り返すこと
になる。

【００２４】冷房運転時には、冷媒は上記とは逆方向に
冷媒回路中を流れる。すなわち、圧縮機２０ｆで高温高
圧の気体とされた冷媒が、冷媒配管３０を通過して室外
熱交換器２０ｂに送られ、室外気に熱を与えて凝縮液化
し高温高圧の液冷媒となる。この高温高圧の液冷媒は、
図示しない膨張弁を通過して低温低圧の液冷媒となり、
再び冷媒配管３０を通り図示しない室内熱交換器に送ら
れる。低温低圧の液冷媒は、ここで室内気から熱を奪っ
て当該室内気を冷却するとともに、冷媒自身は蒸発気化
して低温低圧の気体冷媒となる。これが再び圧縮機２０
ｆに送出され、上記過程を繰り返すことになる。

【００２５】これらの運転は、室内ユニット１０内に収
められたコントロール部１１ａ及び室外ユニット２０内
に収められた制御部２０ｇが協調することによって制御
される。

【００２６】以下では、本発明の特徴的部分について説
明する。室外ユニット２０内に収められている前記制御
部２０ｇは、先述した通り各種電気回路素子により構成
されており、その全体は、図２に示すように収容箱Ｂ内
に収められる形態となっている。この収容箱Ｂは、前記
電気回路素子が雨水から遮られることを第一義の目的と
して設けられているものである。前記電気回路素子の内
の一つには、パワートランジスタ（電気回路素子）Ｐが
ある。パワートランジスタＰには、その上面に密着する
ように電気回路素子用放熱フィンＦ（以下放熱フィンと
略す）が取り付けられている。放熱フィンＦは、パワー
トランジスタＰから発生する熱を吸収するとともに、当
該熱を外部に放散するために設けられているものであ
る。

【００２７】放熱フィンＦは、図２に示すように、パワ
ートランジスタＰ上面に密着する基礎板１と、その基礎
板１の両面に立設された複数の放熱板２とが備えられた
構成となっている。各放熱板２は、図２に示すように、
基礎板１の一面に備えられたものが前記収容箱Ｂ内部に
向かって伸びた状態で並び、基礎板１他面に備えられた
ものが収容箱Ｂ外下方に突き出すように並んだ状態とな
っている。ちなみに、本実施形態における放熱フィンＦ
は、熱拡散率が大きくかつ軽量であるという特性を備え
たアルミニウムにより構成されている。

【００２８】前記収容箱Ｂの左方端部には、下方に向か
って開とされた通風孔Ｂｈが形成されている。収容箱Ｂ
内部は、この通風孔Ｂｈと収容箱Ｂ右方の開口部Ｂａと
によって、外部と完全に連通している。すなわち、収容
箱Ｂ内部には、通風孔Ｂｈと開口部Ｂａとを結ぶ通風路
が形成されている。通風孔Ｂｈの近傍には、収容箱Ｂ内
部に向けて立て板Ｂｃが配置され、風の排出路Ｂｒが形
成されている。また、この排出路Ｂｒの途中には、雨水
の進入を防ぐための遮蔽板Ｂｓが設けられている。

【００２９】上記した制御部２０ｇは、図１に示すよう
に室外ユニット２０の筐体２０ａ内に収められる。収容
箱Ｂ右方には、先述した開口部Ｂａが形成されていると
ともに、パネル２０ｉ上方には、この開口部Ｂａに位置
的に対応するように風穴２０ｊが形成されている。この
風穴２０ｊ及び開口部Ｂａからは、プロペラファン２０
ｃが回転することによって空気が流入することになり、
通風孔Ｂｈを通って排出される。すなわち、収容箱Ｂ内
における前記通風路を風が通り抜けることになる。そし
て、この風は放熱板２間を通り抜けることになるから、
パワートランジスタＰの熱放散が促されることになる。

【００３０】以下連続して、風穴２０ｊ及び開口部Ｂａ
から進入した風は、収容箱Ｂ左方の通風孔Ｂｈから吹き
抜けることになる。したがって、収容箱Ｂ内には常に新
しい空気が導入されることになり、放熱フィンＦの放熱
性能は向上することになる。これにともない、パワート
ランジスタＰは速やかに熱を放散させることが可能で常
に安定した動作を行うことができる。このことは、当該
パワートランジスタＰを備えた制御部２０ｇをもつ室外
ユニット２０の安定した動作、ひいては空気調和機の安
定した動作に寄与することが明白である。なお、排出路
Ｂｒには、上述したように遮蔽板Ｂｓが設けられている
ことから、収容箱Ｂ本来の目的である雨水進入に関して
も懸念する必要がない。

【００３１】また、上記のように放熱性能が向上するこ
とは、本実施形態における放熱フィンＦと従来の放熱フ
ィンとを、ある一定の性能を発揮するという観点から比
較した場合に、前者の放熱フィンＦにおいては小型化を
図れることがわかる。換言すれば、本実施形態における
放熱フィンＦは、小型化した場合でも従来の放熱フィン
に比肩する放熱性能を確保することができる。したがっ
て、収容箱Ｂ内部には、レイアウトに関する自由な空間
を創出することができる。

【００３２】なお、本実施形態における放熱フィンＦと
しては、図３に示すような形態のものを使用してもよ
い。すなわち、図３においては、基礎板１上面に備えら
れる放熱板２ａが、風の方向Ａに対して平行となるよう
に設けられている。このことによって、放熱フィンＦの
放熱性能はさらに向上することが推測される。本発明
は、このような形態、あるいはその他の形態をとるよう
な放熱フィンを備えた制御部２０ｇに対しても適用可能
である。

【００３３】また通風孔Ｂｈは、収容箱Ｂにおける左方
下端に設けると規定されていたが、本発明はこのことに
限定されるものではない。要は、収容箱Ｂを吹き抜ける
風の方向を規定する通風路が、パワートランジスタＰの
放熱を促すように形成されるものであるよう、通風孔Ｂ
ｈの位置を決定すればよい。

【００３４】また室内ユニット１０や室外ユニット２０
の具体的構成は、上記形態に特に限定されるものではな
い。すなわち、室内ユニット、室外ユニット、及び当該
室外ユニットに搭載される制御部２０ｇを備えた空気調
和機であれば、いかなる形態の空気調和機に対しても本
発明は適用可能である。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の室
外ユニットは、制御部の構成要素である収容箱に対して
通風路が形成されることにより、収容箱内には常に新し
い空気の流れが形成されることとなり、電気回路素子に
対する放熱性の向上が達成されうる。したがって、電気
回路素子は常に安定した動作が保障されることになり、
その結果室外ユニットの安定した動作制御、より直截的
に言えば、室外ユニットの安定的な動作を実現すること
ができる。また、いま述べた放熱性能の向上は、同時に
放熱フィンの小型化が図れることを意味し、制御部内に
おける各機器及び装置の配置に関する自由度を増すこと
ができる。

【００３６】また、請求項２記載の空気調和機は、前記
室外ユニットを備えたものであると言うことができるか
ら、前記効果をそのまま享受できる。すなわち、安定し
た室外ユニットの動作が保障されることにより、結果的
に空気調和機の安定的な動作を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 空気調和機の全体構成を示す説明図である。

【図２】 制御部の構成を示す側面断面図である。

【図３】 図２に示す放熱フィンとは、異なる形態のも
のを示す斜視図である。

【図４】 従来の制御部の構成を示す側面断面図であ
る。

【符号の説明】

１０ 室内ユニット １２ｂ 吸込グリル（吸込口） １２ｄ 吹出口 ２０ 室外ユニット ２０ｂ 室外熱交換器 ２０ｆ 圧縮機 ２０ｇ 制御部 Ｐ パワートランジスタ（電気回路素子） Ｂ 収容箱

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 国浩 愛知県西春日井郡西枇杷島町旭町３丁目１ 番地 三菱重工業株式会社エアコン製作所 内 (72)発明者 後藤 隆司 愛知県西春日井郡西枇杷島町旭町３丁目１ 番地 三菱重工業株式会社エアコン製作所 内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 室外熱交換器と、 該室外熱交換器又は室内熱交換器に高温高圧の気体冷媒
   を送出する圧縮機と、 各種電気回路素子と該電気回路素子をその内部に収容す
   るとともに通風路が形成された収容箱とにより構成され
   ている制御部とが備えられていることを特徴とする室外
   ユニット。
2. 【請求項２】 室外熱交換器と、該室外熱交換器又は室
   内熱交換器に高温高圧の気体冷媒を送出する圧縮機と、
   各種電気回路素子と該電気回路素子を収め通風路が形成
   されている収容箱とにより構成された制御部とを備えて
   いる室外ユニットと、 吸込口から室内気を吸い込みかつ吹出口から吹き出すた
   めのファンと、前記室内気と前記室外ユニットから供給
   された冷媒との間で熱交換を行う前記室内熱交換器とを
   備えた室内ユニットとを備えたことを特徴とする空気調
   和機。