JP2008101862A - 電装品箱 - Google Patents

Abstract

【課題】密閉構造により防爆対策を施しつつ、ケーシング内部の温度上昇を抑制できる電装品箱を提供する。
【解決手段】可燃性冷媒が流れる冷媒配管１０と、電装品が収納され、密閉構造の導電性材料からなるケーシング１１と、冷媒配管１０の一部を被い、冷媒配管１０と熱的に結合された導電性材料からなる冷却ジャケット１２とを備える。上記ケーシング１１が冷却ジャケット１２を介して冷媒配管１０に熱的に結合している。また、上記冷却ジャケット１２が冷媒配管１０と電気的に接続され、ケーシング１１が冷却ジャケット１２を介して冷媒配管１０に電気的に接続されている。
【選択図】図１

Description

この発明は、電装品箱に関し、詳しくは、空気調和機等に使用される電装品箱に関する。

可燃性のあるＨＣ冷媒を空気調和機やチラーなどの冷凍サイクル装置の冷媒として使用する場合、漏洩冷媒による爆発の危険性から、電装品箱に対して防爆の対策を施す必要がある。

上記電装品箱に対する防爆対策として、ケーシングを密閉化してケーシング内部への冷媒侵入を防止するものがある(例えば、特開２００４−１２５２１０号公報(特許文献１)参照)。

しかしながら、空気調和機等では、電装品箱を密閉化すると、従来のヒートシンク等の放熱器による空冷のみではケーシング内部の温度が上昇してしまうため、電気部品の故障や寿命低下が生じたり、高温度グレード品を使用することによりコストが高くついたりする。

そこで、このような密閉化された電装品箱に対して、ケーシングを室外ファンの通風路上に配置して、室外ファンの風によりケーシングを冷却する方法が提案されている(例えば、特開平６−１０１９１３号公報(特許文献２)参照)。

ところが、この室外ファンの風によりケーシングを冷却する方法では、電装品箱を通風路上に配置する必要があるがため、電装品箱の配置に関して設計自由度が低下して機器の小型化を阻害する要因となる。

また、電装品箱のケーシングが帯電して、静電気に起因する火花放電によって爆発が起こる可能性があるため、静電気に対しても対策が必要である。
特開２００４−１２５２１０号公報 特開平６−１０１９１３号公報

そこで、この発明の課題は、密閉構造により防爆対策を施しつつ、ケーシング内部の温度上昇を抑制できる電装品箱を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明の電装品箱は、
可燃性冷媒が流れる冷媒配管と、
上記冷媒配管と熱的に結合されたケーシングと
を備え、
上記ケーシングが密閉されていることを特徴とする。

上記構成の電装品箱によれば、密閉されたケーシングと熱的に結合した冷媒配管内を流れる可燃性冷媒をケーシング内部の温度よりも低くすることによって、密閉構造により防爆対策を施しつつ、ケーシング内部の温度上昇を抑制できる。例えば、空気調和機等の冷凍装置の冷媒回路において、冷媒温度がケーシング内部の温度よりも低い冷媒配管にこの電装品箱を配置することにより、電装品箱のケーシングを冷却してケーシング内部の温度を低下させることができる。

また、一実施形態の電装品箱では、
上記冷媒配管の一部を被い、上記冷媒配管と熱的に結合された冷却ジャケットを備え、
上記ケーシングが上記冷却ジャケットを介して上記冷媒配管に熱的に結合している。

上記実施形態によれば、上記冷媒配管の一部を被う冷却ジャケットを介してケーシングを冷媒配管に熱的に結合することによって、冷媒配管にケーシングを直接熱的に結合させるよりも、冷却ジャケットを介してケーシングと冷媒配管との熱的結合が強くでき、ケーシングの冷却効果が高まる。

また、一実施形態の電装品箱では、
上記冷媒配管の一部を被い、上記冷媒配管と熱的に結合された冷却ジャケットを備え、
上記ケーシングと上記冷却ジャケットとの組み合わせにより密閉構造の箱体を形成すると共に、
上記密閉構造の箱体内の上記電装品が上記冷却ジャケットを介して上記冷媒配管に熱的に結合している。

上記実施形態によれば、上記ケーシングと冷却ジャケットとの組み合わせた密閉構造の箱体内の電装品は、ケーシングを介することなく冷却ジャケットに熱的により強く結合させることができ、電装品に対する冷却効果が高まる。

また、一実施形態の電装品箱では、
上記ケーシングおよび上記冷却ジャケットが導電性材料からなり、
上記冷却ジャケットが上記冷媒配管と電気的に接続され、
上記ケーシングが上記冷却ジャケットを介して上記冷媒配管に電気的に接続されている。

上記実施形態によれば、導電性材料からなるケーシングを、導電性材料からなる冷却ジャケットを介して冷媒配管に電気的に接続することによって、冷凍サイクル装置の冷媒配管では接地が必ずされるので、ケーシングの帯電を防止でき、防爆対策がより確実にできる。

また、一実施形態の電装品箱では、
上記ケーシングが導電性材料からなり、
上記ケーシングが上記冷媒配管に電気的に直接接続されている。

上記実施形態によれば、導電性材料からなるケーシングを冷媒配管に電気的に直接接続することによって、ケーシングと冷媒配管との電気的な接続を簡単かつ確実に行うことができる。

また、一実施形態の電装品箱では、
上記ケーシングが導電性材料からなり、
上記ケーシング内に上記冷媒配管の一部が挿入されて、少なくとも上記ケーシング内の上記電装品が上記ケーシング内の上記冷媒配管に熱的に結合すると共に、
上記ケーシングが上記冷媒配管に電気的に直接接続されている。

上記実施形態によれば、ケーシング内に挿入された冷媒配管の一部に少なくともケーシング内の電装品を熱的に結合すると共に、ケーシングを冷媒配管に電気的に直接接続することによって、簡単な構成でより効果的な電装品の冷却と帯電防止ができる。

以上より明らかなように、この発明の電装品箱によれば、密閉構造により防爆対策を施しつつ、ケーシング内部の温度上昇を抑制できる電装品箱を実現することができる。

また、一実施形態の電装品箱によれば、上記冷媒配管の一部を被う冷却ジャケットを介してケーシングを冷媒配管に熱的に結合することによって、冷媒配管にケーシングを直接熱的に結合させるよりも、冷却ジャケットを介してケーシングと冷媒配管との熱的結合が強くでき、ケーシングの冷却効果が高まる。

また、一実施形態の電装品箱によれば、上記ケーシングと冷却ジャケットとの組み合わせた密閉構造の箱体内の電装品は、ケーシングを介することなく冷却ジャケットに熱的により強く結合させることができ、電装品に対する冷却効果が高まる。

また、一実施形態の電装品箱によれば、導電性材料からなるケーシングを、導電性材料からなる冷却ジャケットを介して冷媒配管に電気的に接続することによって、ケーシングの帯電を防止でき、防爆対策がより確実にできる。

また、一実施形態の電装品箱によれば、導電性材料からなるケーシングを冷媒配管に電気的に直接接続することによって、ケーシングと冷媒配管との電気的な接続を容易に行うことができる。

また、一実施形態の電装品箱によれば、ケーシング内に挿入された冷媒配管の一部に少なくともケーシング内の電装品を熱的に結合すると共に、ケーシングを冷媒配管に電気的に直接接続することによって、簡単な構成でより効果的な電装品の冷却と帯電防止ができる。

以下、この発明の電装品箱を図示の実施の形態により詳細に説明する。

〔第１実施形態〕
図１はこの発明の第１実施形態の空気調和機に用いられる電装品箱の断面図を示している。

この第１実施形態の電装品箱は、図１に示すように、導電性部材(金属や導電性樹脂等)により形成された密閉構造のケーシング１１と、そのケーシング１１の底面に取り付けられた冷却ジャケット１２と、上記ケーシング１１内に配置され、電装品の一例としての発熱部品１４,１５,１６が実装された基板１３とを備えている。上記基板１３に実装された発熱部品１４,１５,１６をケーシング１１の底面を介して冷却ジャケット１２に熱的に結合させている。

上記ケーシング１１の底面と冷却ジャケット１２とを電気的に接続すると共に、冷却ジャケット１２と冷媒配管１０とを電気的に接続している。ここで、冷媒配管１０内には、可燃性冷媒の一例としてＨＣ冷媒が流れる。また、図示しないが、空気調和機では、冷媒配管１０は必ず接地されるので、ケーシング１１と冷却ジャケット１２も接地される。

なお、発熱部品１４,１５,１６とケーシング１１の底面との間に、絶縁性を強化するために絶縁シートを挟み込んでもよい。

上記構成の電装品箱において、発熱部品１４,１５,１６に冷媒回路の冷媒配管１０を熱的に結合させることにより発熱部品１４,１５,１６から冷媒配管１０内の冷媒に放熱する。

また、図５は上記冷媒配管１０の一部を被う冷却ジャケット１２の外観図を示しており、図５に示すように、厚板状のアルミニウムからなる冷却ジャケット１２内に、Ｕ字形状に湾曲した冷媒配管１０の直線部の一部が配置されている。上記冷却ジャケット１２のアルミニウムにより冷媒配管１０の外周全面が完全に被われているので、冷媒配管１０と冷却ジャケット１２との熱的な結合は強くなり、熱伝導率が向上する。

図６は上記電装品箱が用いられる空気調和機の冷媒回路を示している。

図６に示すように、この空気調和機は、圧縮機５１と、上記圧縮機５１の吐出側に接続された四路弁５２と、上記四路弁５２に一端が接続された室外熱交換器５３と、上記室外熱交換器５３の他端に一端が接続された膨張弁５４と、上記膨張弁５４の他端に一端が接続された室内熱交換器５５と、上記室内熱交換器５５の他端に四路弁５２を介して一端が接続され、他端が圧縮機５１の吸引側に接続されたアキュムレータ５６とを備えている。上記圧縮機５１と四路弁５２と室外熱交換器５３膨張弁５４およびアキュムレータ５６で室外機５０を構成し、室内熱交換器５５で室内機６０を構成している。

この空気調和機の冷媒回路に電装品箱を配置する場所としては、次の(1)〜(4)が適している。
(1) 室外熱交換器５３と膨張弁５４との間(冷房運転時：高圧液冷媒、暖房運転時：低圧二相冷媒)
(2) 室外熱交換器５３の中間部(冷房運転時：高圧二相冷媒、暖房運転時：低圧二相冷媒)
(3) 膨張弁５４と室内熱交換器５５との間(冷房運転時：低圧二相冷媒、暖房運転時：高圧液冷媒)
(4) 圧縮機５１の吸入管(冷房運転、暖房運転共に低圧ガス冷媒)

上記構成の電装品箱によれば、ケーシング１１内の温度および発熱部品１４,１５,１６の温度よりも、取り付けられた冷媒回路の冷媒配管１０内を流れる冷媒温度が低いので、ケーシング１１内および発熱部品１４,１５,１６などを冷却できる。そうして、ケーシング１１内の温度および発熱部品１４,１５,１６の温度を低下させることにより、部品の信頼性向上と長寿命化が図れる。また、コンデンサの寿命を露出構造にする前と同じ寿命に想定した場合は、低温度グレード品の使用による低コスト化が図れる。

また、上記冷媒配管１０の一部を被う冷却ジャケット１２を介してケーシング１１を冷媒配管１０に熱的に結合することによって、冷媒配管１０にケーシング１１を直接熱的に結合させるよりも、冷却ジャケット１２を介してケーシング１１と冷媒配管１０との熱的結合が強くでき、ケーシング１１の冷却効果が高まる。

また、導電性材料からなるケーシング１１を、導電性材料からなる冷却ジャケット１２を介して冷媒配管１０に電気的に接続することによって、冷媒回路の冷媒配管１０と冷却ジャケット１２を介してケーシング１１が接地されて、ケーシング１１の静電気に起因する火花放電の発生を防止でき、可燃性冷媒が漏洩して爆発するのを防止できる。

〔第２実施形態〕
図２はこの発明の第２実施形態の電装品箱の断面図を示している。この第２実施形態の電装品箱は、第１実施形態の図６に示す空気調和機の冷媒回路の同様の箇所に配置される。

この第２実施形態の電装品箱は、図２に示すように、導電性部材(金属や導電性樹脂等)により形成され、底が開口するケーシング２１と、そのケーシング２１の底面に取り付けられた冷却ジャケット２２と、上記ケーシング２１内に配置され、電装品の一例としての発熱部品２４,２５,２６が実装された基板２３とを備えている。上記ケーシング２１と冷却ジャケット２２で密閉構造の箱体を構成している。上記基板２３に実装された発熱部品２４,２５,２６は、冷却ジャケット２２に直接取り付けて、発熱部品２４,２５,２６と冷却ジャケット２２とを熱的に結合している。

上記ケーシング２１の側壁の下端側と冷却ジャケット２２とを電気的に接続すると共に、冷却ジャケット２２と冷媒配管２０とを電気的に接続している。上記冷媒配管２０が接地されているので、ケーシング２１と冷却ジャケット２２も接地される。ここで、冷媒配管２０内には、可燃性冷媒の一例としてＨＣ冷媒が流れる。

なお、発熱部品２４,２５,２６と冷却ジャケット２２との間に、絶縁性を強化するために絶縁シートを挟み込んでもよい。

上記構成の電装品箱は、第１実施形態の電装品箱と同様の効果を有すると共に、ケーシング２１と冷却ジャケット２２との組み合わせた密閉構造の箱体内の電装品は、冷却ジャケット２２に熱的により強く結合させることができ、電装品に対する冷却効果が高まる。

〔第３実施形態〕
図３はこの発明の第３実施形態の電装品箱の断面図を示している。この第３実施形態の電装品箱は、第１実施形態の図６に示す空気調和機の冷媒回路の同様の箇所に配置される。

この第３実施形態の電装品箱は、図３に示すように、導電性部材(金属や導電性樹脂等)により形成された密閉構造のケーシング３１と、上記ケーシング３１の底面に密着させて固定部３２,３２により固定された冷媒配管３０と、上記ケーシング３１内に配置され、電装品の一例としての発熱部品３４,３５,３６が実装された基板３３とを備えている。上記基板３３に実装された発熱部品３４,３５,３６をケーシング３１の底面を介して冷媒配管３０に熱的に結合させている。

上記ケーシング３１の底面と冷媒配管３０とを電気的に接続している。上記冷媒配管３０が接地されているので、ケーシング２１も接地される。ここで、冷媒配管３０内には、可燃性冷媒の一例としてＨＣ冷媒が流れる。

なお、発熱部品３４,３５,３６とケーシング１１の底面との間に、絶縁性を強化するために絶縁シートを挟み込んでもよい。

上記構成の電装品箱によれば、ケーシング３１内の温度および発熱部品３４,３５,３６の温度よりも、取り付けられた冷媒回路の冷媒配管３０内を流れる冷媒温度が低いので、ケーシング３１内および発熱部品３４,３５,３６などを冷却できる。そうして、ケーシング３１内の温度および発熱部品３４,３５,３６の温度を低下させることにより、部品の信頼性向上と長寿命化が図れる。また、コンデンサの寿命を露出構造にする前と同じ寿命に想定した場合は、低温度グレード品の使用による低コスト化が図れる。

また、導電性材料からなるケーシング３１を冷媒配管３０に電気的に直接接続することによって、ケーシング３１と冷媒配管３０との電気的な接続を簡単かつ確実に行うことができる。

〔第４実施形態〕
図４はこの発明の第４実施形態の電装品箱の断面図を示している。この第４実施形態の電装品箱は、第１実施形態の図６に示す空気調和機の冷媒回路の同様の箇所に配置される。

この第４実施形態の電装品箱は、図４に示すように、導電性部材(金属や導電性樹脂等)により形成された密閉構造のケーシング４１と、そのケーシング４１内に一部が挿入された冷媒配管４０と、上記ケーシング４１内に配置され、電装品の一例としての発熱部品４４,４５,４６が実装された基板４３と、上記ケーシング４１内に形成され、冷媒配管４０を被う樹脂部４２とを備えている。このように、冷媒配管３０を樹脂と一体成型することにより、その周囲を導電性部材であるケーシング４１により覆う。

また、上記基板４３に実装された発熱部品４４,４５,４６は、樹脂部４２内に埋め込まれた冷媒配管３０と熱的に結合している。

上記ケーシング４１の冷媒配管４０が突き出す部位において、ケーシング４１と冷媒配管４０とを電気的に接続している。上記冷媒配管４０が接地されているので、ケーシング４１も接地される。ここで、冷媒配管４０内には、可燃性冷媒の一例としてＨＣ冷媒が流れる。

上記構成の電装品箱によれば、ケーシング４１内の温度および発熱部品４４,４５,４６の温度よりも、取り付けられた冷媒回路の冷媒配管４０内を流れる冷媒温度が低いので、ケーシング４１内および発熱部品４４,４５,４６などを冷却できる。そうして、ケーシング４１内の温度および発熱部品４４,４５,４６の温度を低下させることにより、部品の信頼性向上と長寿命化が図れる。また、コンデンサの寿命を露出構造にする前と同じ寿命に想定した場合は、低温度グレード品の使用による低コスト化が図れる。

また、ケーシング４１内に挿入された冷媒配管４０の一部にケーシング４１内の電装品を熱的に結合すると共に、ケーシング４１を冷媒配管４０に電気的に直接接続することによって、簡単な構成でより効果的な電装品の冷却と帯電防止ができる。

図１はこの発明の第１実施形態の電装品箱の断面図である。 図２はこの発明の第２実施形態の電装品箱の断面図である。 図３はこの発明の第３実施形態の電装品箱の断面図である。 図４はこの発明の第４実施形態の電装品箱の断面図である。 図５は上記第１実施形態の電装品箱の冷却ジャケットの外観図である。 図６は上記電装品箱が用いられた空気調和機の冷媒回路を示す図である。

符号の説明

１０,２０,３０,４０…冷媒配管
１１,２１,３１,４１…ケーシング
１２,２２…冷却ジャケット
１３,２３,３３,４３…基板
１４,１５,１６,２４,２５,２６,３４,３５,３６,４４,４５,４６…発熱部品
３２…取付部
４２…樹脂部
５０…室外機
６０…室内機

Claims (6)

1. 可燃性冷媒が流れる冷媒配管(１０,２０,３０,４０)と、
   上記冷媒配管(１０,２０,３０,４０)と熱的に結合され、電装品が収納されたケーシング(１１,２１,３１,４１)と
   を備え、
   上記ケーシング(１１,２１,３１,４１)が密閉されていることを特徴とする電装品箱。
2. 請求項１に記載の電装品箱において、
   上記冷媒配管(１０,２０)の一部を被い、上記冷媒配管(１０,２０)と熱的に結合された冷却ジャケット(１２,２２)を備え、
   上記ケーシング(１１,２１)が上記冷却ジャケット(１２,２２)を介して上記冷媒配管(１０,２０)に熱的に結合していることを特徴とする電装品箱。
3. 請求項１に記載の電装品箱において、
   上記冷媒配管(２０)の一部を被い、上記冷媒配管(２０)と熱的に結合された冷却ジャケット(２２)を備え、
   上記ケーシング(２１)と上記冷却ジャケット(２２)との組み合わせにより密閉構造の箱体を形成すると共に、
   上記密閉構造の箱体内の上記電装品が上記冷却ジャケット(２２)を介して上記冷媒配管(２０)に熱的に結合していることを特徴とする電装品箱。
4. 請求項２または３に記載の電装品箱において、
   上記ケーシング(１１,２１)および上記冷却ジャケット(１２,２２)が導電性材料からなり、
   上記冷却ジャケット(１２,２２)が上記冷媒配管(１０,２０)と電気的に接続され、
   上記ケーシング(１１,２１)が上記冷却ジャケット(１２,２２)を介して上記冷媒配管(１０,２０)に電気的に接続されていることを特徴とする電装品箱。
5. 請求項１に記載の電装品箱において、
   上記ケーシング(３１,４１)が導電性材料からなり、
   上記ケーシング(３１,４１)が上記冷媒配管(３０,４０)に電気的に直接接続されていることを特徴とする電装品箱。
6. 請求項１に記載の電装品箱において、
   上記ケーシング(４１)が導電性材料からなり、
   上記ケーシング(４１)内に上記冷媒配管(４０)の一部が挿入されて、少なくとも上記ケーシング(４１)内の上記電装品が上記冷媒配管(４０)に熱的に結合すると共に、
   上記ケーシング(４１)が上記ケーシング(４１)内の上記冷媒配管(４０)に電気的に直接接続されていることを特徴とする電装品箱。

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