JP2013050255A - 空気調和機の室外機 - Google Patents

Abstract

【課題】電装品ユニット内に搭載された発熱部品を効果的に冷却するとともに、発熱部品の熱を電装品ユニットの外へ排出する空気調和機の室外機を提供する。
【解決手段】筺体内部を仕切板１８で熱交換器室３と機械室２に区切り、機械室２には、上部に仕切板１８に固定された電装品ユニット５を配置し、機械室２側の筺体には電装品ユニット５より下部に外気取込口１２ａを備えた空気調和機の室外機において、電装品ユニット５は、仕切板１８に沿って配置される第１基板取付台５０と、室外機正面に沿って配置される第２基板取付台５１と、第１基板取付台５０と第２基板取付台５１を連結する連結部材５２、５３とからなり、第１基板取付台５０は、上部に発熱部品７０を搭載し、発熱部品７０より上部に第１通気口５０ｂを設け、発熱部品７０と第１通気口５０ｂは、箱型で底面に第２通気口７２ａを備えた発熱部品カバー７２で覆われるものである。
【選択図】図３

Description

本発明は、空気調和機の室外機に係わり、より詳細には、室外機に備えられた電装品ユニットの構造に関する。

１台の室外機に対して複数台の室内機が備えられ室外機と室内機とが冷媒配管で接続された多室型の空気調和機が知られている。室外機内部は、室外機の筐体の一部を構成する底板に取り付けられた仕切板によって、圧縮機やアキュムレータ等が備えられた機械室と、熱交換器や送風ファン等が設置された熱交換器室とに区画されている。
そして、機械室の上部には圧縮機や送風ファン等の装置に駆動電力を供給する電源装置や室外機の運転を制御する制御基板等を備えた電装品ユニットが配置される。

上述した電装品ユニットの従来例１には、室外機の正面に沿って配置される第１制御基板と、仕切板に沿って配置される第２制御基板と、第１制御基板と第２制御基板とを連結する複数の連結部材とを備え、第１制御基板と第２制御基板とを上面から見て略Ｖ字状に構成したものがある。
第１制御基板には、発熱量の多いインバータ基板や、パワートランジスタおよびパワートランジスタを冷却する大型のヒートシンクとを搭載し、第２制御基板には、圧縮機や四方弁、ファンモータ等を制御する制御部品を搭載している。そして第１制御基板上に実装されている発熱部品によって発せられた熱は、室外機の正面下部に設けた配管用開口から取り込んだ外気により冷され、仕切板の上部に形成された通気口を通って熱交換器室へと送られる構成となっている。
一方、室外機の下部に設けた配管用開口から取り込まれた外気は、一部が第２制御基板にも送られ、仕切板の上部に形成された通気口を通って熱交換器室へと送られることになり、機械室内に取り込まれた空気を全て第１制御基板上に実装されている発熱部品の冷却に活用することができない。（特許文献１参照）。

そこで、電装品ユニット内に取り込まれた空気を全て発熱部品の冷却に活用するものに、図６に示す従来例２の空気調和機の室外機の電装品ユニットがある。これは、仕切板１００で熱交換器室１０１と、機械室１０２に区画され、機械室１０２の上部には電装品ユニット１０３が設けられ、この電装品ユニット１０３内にはインバータの電気部品１０４が収納されている。この電装品ユニット１０３には、熱交換器室と反対側の側面に外気を取り入れる冷却空気取入用のルーバー１０５が設けられ、熱交換器室側の側面には冷却空気吹出用のルーバー１０６が設けられている。仕切板１００には、冷却空気吹出用のルーバー１０６から空気を熱交換器室１０１に送り出すための通風穴１０７が設けられており、通風穴１０７は、熱交換器室１０１側に突出したダクト１０８に覆われている。ダクト１０８は下部に開口が設けられている。ダクト１０８の内側には、発熱部品１０９が装着されている。機械室１０２の外側板には、電装品ユニット１０３のルーバー１０５に連通される外気取入用の通風穴１１０が設けられている。
したがって、ダクト１０８の内側の発熱部品１０９は、送風機１１１の運転によって通風穴１１０から取り込まれ電装品ユニット１０３を通り冷却空気吹出用のルーバー１０６に集約してダクト１０８に吹き出された外気により冷却される。さらに、送風機１１１の運転によって生じるダクト１０８の周囲を通る風にも冷却される。（特許文献２参照）。

特開２０１０−７２５３４号公報 実開昭６３−１５３０３４号公報

しかしながら、従来例２の発熱部品１０９を覆うダクト１０８は、熱交換器室に向かって下部が開口しているため、ドレン水や吸込口から吹き込まれた雨水が送風機１１１で攪拌されて発熱部品１０９に当たる虞がある。
また、温度の高い空気は上昇し、発熱部品１０９により熱せられた温度の高い空気がダクト１０８の冷却空気吹出用のルーバー１０６の通風経路にない天井付近に溜まるため、冷却空気吹出用のルーバー１０６から吹き出された空気が、発熱部品１０９全体に当たるものとは言い難い。
さらに、発熱部品１０９を電装品ユニット１０３とは別の場所に配置することで、電装部品の組立作業に手間が掛かり、作業性が落ちることになる。

本発明は以上述べた問題点を解決し、電装品ユニット内に搭載された発熱部品を効果的に冷却するとともに、発熱部品の熱を電装品ユニットの外へ排出する空気調和機の室外機を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明は、筺体内部を仕切板で熱交換器室と機械室に区切り、前記熱交換器室には送風機と熱交換器を配置し、前記機械室には、上部に前記仕切板に固定された電装品ユニットを配置し、前記機械室側の筺体には前記電装品ユニットより下部に外気取込口を備えた空気調和機の室外機において、
前記電装品ユニットは、前記仕切板に沿って配置される第１基板取付台と、前記室外機正面に沿って配置される第２基板取付台と、第１基板取付台と第２基板取付台を連結する連結部材とからなり、
前記第１基板取付台は、上部に発熱部品を搭載し、同発熱部品より上部に第１通気口を設け、同発熱部品と同第１通気口は、箱型で底面に第２通気口を備えた発熱部品カバーで覆われることを特徴とする。

また、前記第２通気口の熱交換器室側には、通気孔を備えた遮水板を設けたことを特徴とする。

さらに、前記発熱部品カバーは、側面に中央部から上端にかけて内側に傾く傾斜面を備えたことを特徴とする。

上記のように構成した本発明の空気調和機の室外機は、外気取込口から取り込まれた外気が、送風機により生じる風の流れに導かれ上昇し、機械室内の隙間を通り、電装品ユニットの第１基板取付台および第２基板取付台に搭載された制御部品や発熱部品を冷却する。
そして、電装品ユニット内を冷却した外気は、発熱部品カバーの第２通気口に流れ込み、発熱部品全体を冷却し、第１通気口より電装品ユニットの外へ排出するものとなる。

本発明による室外機の正面側斜視図である。 本発明による室外機の内部構造を示す図である。 本発明による電装品ユニットを示す図である。 本発明による電装品ユニットのコネクターカバーの構成を示す図である。 図３のＡ−Ａ部分断面図である。 従来例２による電装品ユニットの構成を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態を、添付図面に基づいた実施例として詳細に説明する。

本発明に係る空気調和機の室外機は屋外に設置され、空調室内に設置される少なくとも1台以上の室内機と冷媒配管を介して接続されて冷凍サイクルを構成する。
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいて詳細に説明する。図１、図２に示すように、本実施例による空気調和機の室外機１は、略直方体形状の筐体を有する。この筐体の外郭は、主に鋼板を加工して構成され、前面の一方を覆う前面パネル１０と、前面パネル１０の上下２箇所に円形に開口された吹出口１ａと、吹出口１ａを覆って保護するファンガード１１と、一方の側面パネルを兼ねる背面パネル１２と、前面の他の一方を覆う取り外し可能なサービスパネル１３と、複数の四方形状の孔からなる吸込口１ｂを有する左側面パネル１４と、底板１５と、天板１６と、配管カバー１７とから構成されている。
底板１５は、前面パネル１０および背面パネル１２の一部と、配管カバー１７の下端とを、底板１５の周囲のフランジ１５ａとのネジ止めによって組み付け、天板１６は、前面パネル１０および背面パネル１２の上端を塞いで、ネジ止めによって組み付けている。

尚、以下の説明では、室外機１の筐体において、図１で前面パネル１０が配置された方を前面、その反対面を背面とし、前面パネル１０を正視したときにサービスパネル１３が配置された方を右側面、その反対面を左側面として説明を進める。

室外機１の筐体内部は、仕切板１８によって機械室２と熱交換器室３とに区画されている。熱交換器室３は、背面側に熱交換器４と、吹出口１ａに対向した前面側に２個の送風ファン３０とが設けられている。
熱交換器４は、密接して並列したアルミ材による薄板のフィン４ａと、同フィン４ａに直交するように蛇行状に配設された伝熱管４ｂとからなり、上面から見て略Ｌ字形状をなし、室外機１の左側面から背面に沿うように配置されている。
尚、室外機１の背面側は、背面パネル１２の側端と左側面パネル１４の側端との間に熱交換器４が露出して、送風ファン３０により熱交換器室３に外気を取り入れるための背面吸込口１ｃとなり、背面吸込口１ｃには保護部材１９が設けられている。
２個ある送風ファン３０は、それぞれ図示しないモータに軸支され、モータが室外機１に固定されたモータ取付台３１に取り付けられることにより、熱交換器室３内に配置される。

機械室２は、アキュムレータ２０や、図示しない圧縮機や四方弁および配管２１が収容されている。機械室２の上部には、一部を熱交換器室３側に突出し、仕切板１８に固定された電装品ユニット５が配置されている。

上記の構成により、空気調和機の室外機１は、例えば冷房運転時に、熱交換器４の伝熱管４ｂの内部を流通する高温・高圧の冷媒の熱を、伝熱管４ｂからフィン４ａに伝熱するとともに、この伝熱されたフィン４ａが、送風ファン３０により背面吸込口１ｃから吸い込まれた空気によって冷却されることで熱交換されるものである。

次に、電装品ユニット５の構成について説明する。図２、図３に示すように、電装品ユニット５の基本構造は、仕切板１８に沿って配置される第１基板取付台５０と、室外機正面のサービスパネル１３に沿って配置される第２基板取付台５１と、第１基板取付台５０と第２基板取付台５１の側面を連結する連結部材５２と、第１基板取付台５０と第２基板取付台５１の上面を連結して補強する連結部材５３とからなる。
第１基板取付台５０と第２基板取付台５１は上面から見て略Ｖ字状に構成され、第１基板取付台５０と第２基板取付台５１の間の空間には、アキュムレータ２０や配管２１の一部が位置している。

第１基板取付台５０には、機械室側取付面５０ａに発熱量の多いパワートランジスタ６０や、コンデンサ６１およびインバータ基板６２等が搭載されるとともに、特に発熱量の多い発熱部品であるリアクター７０がリアクター取付台７１を介して上部角に搭載される。リアクター７０は図４に示すようにコイル部７０ａとコア部７０ｂとからなる。さらに、リアクター７０より上部に第１通気口５０ｂが開口される。第１通気口５０ｂの下端はリアクター７０の上端よりも上方であることが望ましいが、これに限るものではない。
なお、ここでは発熱部品は、リアクターで説明するが、これに限定されるものではない。

リアクター７０と第1通気口５０ｂは、図３、図４に示すように、板金を折り曲げ加工した箱型で機械室側取付面５０ａにネジ止めされる発熱部品カバー７２で覆われる。発熱部品カバー７２は、底面にリアクター７０で発熱量の多いコイル部７０ａに位置と大きさを合わせた第２通気口７２ａを備え、側面の一方または両方に中央部から上端にかけて内側に傾く傾斜面７２ｂを備えている。

リアクター取付台７１は、図４、図５に示すように、板金を折り曲げ加工して凹凸を設け、左右に２箇所ある第１凸部７１ａにリアクター７０のコア部７０ｂを固定する。これによりリアクター７０と機械室側取付面５０ａとの間に空気が流れる隙間７３が設けられる。また、リアクター取付台７１の上端の第２凸部が曲面を構成することで、隙間７３を流れた空気が第１通気口５０ｂへ滑らかに導かれることになる。

第１基板取付台５０の熱交換器室側取付面５０ｃには、図３、図４に示すように、パワートランジスタ６０やインバータ基板６２を冷却する大型のヒートシンク６３を搭載し、第１通気口５０ｂの周囲には電装品ユニット５内に吸込口から吹き込まれた雨水が送風機４０で攪拌されて侵入することを防ぐ、板金を折り曲げ加工した箱型の遮水板８０が配置されている。

遮水板８０は、図４、図５に示すように、遮水板内部の中央にドレン水の侵入を防ぐため上下２段の第１中仕切板８１および第２中仕切板８２が配置されている。上段に配置される第１中仕切板８１は第１基板取付台５０の熱交換器室側取付面５０ｃに取り付けられ遮水板８０の中央部まで垂直に延設され、下段に配置される第２中仕切板８２は遮水板８０の熱交換器室側の面に取り付けられ遮水板８０の中央部まで垂直に延設される。また、遮水板８０は、第２中仕切板８２より下部で熱交換器室側の面にパンチング状の複数の通気孔８２を備える。
交互に配置された第１中仕切板８１と第２中仕切板８２は空気は通過させるが、パンチング状の複数の通気孔８２から侵入した雨水は第１中仕切板８１および第２中仕切板８２に当たり電装品ユニット５内部へ侵入することはできない。
遮水板８０は、第１中仕切板８１よりも上部に第１通気口５０ｂが位置するように覆い、熱交換器室側取付面５０ｃにネジ止めされる。

電装品ユニット５の第２基板取付台５１には、図３に示すように、メンテナンス時にサービスパネル１３を開けてすぐにチェックできるように、サービスパネル側の面に図示しないが表示基板や端子台６４を搭載し、機械室側の面には比較的発熱量の少ない制御部品６５を搭載している。

次に、機械室２内を通過して熱交換器室３内へ排出する空気の流れについて説明する。図２、図３、図５では、外気Ｓの通風経路を矢印で示している。図２に示す背面パネル１２の電装品ユニットより下部にある外気取込口１２ａから外気Ｓが取り込まれる。外気Ｓは送風機３０から生じる風の流れに導かれ上昇し、機械室２の収納部品の隙間を通り、電装品ユニット５内全体を巡り、第２基板取付台５１の制御部品６５や、第１基板取付台５０に搭載されたパワートランジスタ６０や、コンデンサ６１およびインバータ基板６２の発熱部品によって発せられた熱を冷却する。
その後外気Ｓは、送風機３０から生じる風の流れによって発熱部品カバー７２の第２通気口７２ａに集約して流れ込む。図３、図５に示すように、第２通気口７２ａはリアクター７０で発熱量の多いコイル部７０ａに位置と大きさを合わせてあり、またリアクター７０が円筒形を寝かした形状であることで、第２通気口７２ａから発熱部品カバー７２に流れ込んだ外気Ｓは、リアクター７０の上部にある第１通気口５０ｂに向かいリアクター７０形状に沿ってリアクター７０の周囲を包み込むように上昇することでリアクター７０全体を冷却することができる。
リアクター７０を冷却してさらに温度の上がった外気Ｓは、第１通気口５０ｂに導かれ、電装品ユニット５の外へ排出される。また、発熱部品カバー７０の天井付近に溜まった温度の高い空気も、傾斜面７２ｂにより第１通気口５０ｂに導かれ、電装品ユニット５の外へ排出される。
排出された外気Ｓは、第１通気口５０ｂから遮水板８０内へ流れ込み、送風機３０に導かれ、第１中仕切板８１と第２中仕切板８２の間を通過して通気孔８３から熱交換器室３へ排出される構成となっている。
なお通過経路の通気口の面積は、第２通気口７２ａ＞第１通気口５０ｂ＞通気孔８３で構成することで、風速が速くなりリアクター７０の発熱を効率良く冷却することが可能となる。

１ 室外機
１２ａ 外気取込口
１８ 仕切板
２ 機械室
３ 熱交換器室
３０ 送風ファン
５ 電装品ユニット
５０ 第１基板取付台
５０ｂ 第１通気口
５１ 第２基板取付台
７０ リアクター（発熱部品）
７２ 発熱部品カバー
７２ａ 第２通気口
８０ 遮水板
８３ 通気孔

Claims (3)

1. 筺体内部を仕切板で熱交換器室と機械室に区切り、前記熱交換器室には送風機と熱交換器を配置し、前記機械室には、上部に前記仕切板に固定された電装品ユニットを配置し、前記機械室側の筺体には前記電装品ユニットより下部に外気取込口を備えた空気調和機の室外機において、
   前記電装品ユニットは、前記仕切板に沿って配置される第１基板取付台と、前記室外機正面に沿って配置される第２基板取付台と、第１基板取付台と第２基板取付台を連結する連結部材とからなり、
   前記第１基板取付台は、上部に発熱部品を搭載し、同発熱部品より上部に第１通気口を設け、同発熱部品と同第１通気口は、箱型で底面に第２通気口を備えた発熱部品カバーで覆われることを特徴とする空気調和機の室外機。
2. 前記第２通気口の熱交換器室側には、通気孔を備えた遮水板を設けたことを特徴とする請求項１に記載の空気調和機の室外機。
3. 前記発熱部品カバーは、側面に中央部から上端にかけて内側に傾く傾斜面を備えたことを特徴とする請求項１、２に記載の空気調和機の室外機。

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