JP2013213670A - Inverter cooling device, inverter cooling method, and refrigerating machine - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent dew condensation to a semiconductor element of an inverter.SOLUTION: An inverter cooling device includes: a bypass pipe 71' bypassing in the middle of refrigerant piping 6b communicating a condenser 2 and an evaporator 3 and disposed in a housing 51 of the inverter 5; a regulating valve 72' provided in the bypass pipe 71' and varying a flow rate of a refrigerant circulating through the bypass pipe 71'; an internal housing temperature detection means 73' for detecting the temperature in the housing 51 of the inverter 5 or the temperature of the semiconductor element 52 disposed in the housing 51 of the inverter 5; an external housing temperature detection means 75' for detecting the temperature outside the housing 51 of the inverter 5; an external housing humidity detection means 76' for detecting the humidity outside the housing 51 of the inverter 5; and a control means 74' for controlling the regulating valve 72' to prevent dew condensation to the semiconductor element 52 to be cooled based on the temperature detected with the internal housing temperature detection means 73', the temperature detected with the external housing temperature detection means 75' and the humidity detected with the external housing humidity detection means 76'.

Description

本発明は、圧縮機を駆動制御するインバータを冷却するインバータ冷却装置およびインバータ冷却方法、ならびに前記インバータ冷却装置を適用する冷凍機に関する。   The present invention relates to an inverter cooling device and an inverter cooling method for cooling an inverter that drives and controls a compressor, and a refrigerator to which the inverter cooling device is applied.

ターボ冷凍機のような冷凍機は、建物の空調設備や製氷装置や冷蔵装置に用いられ、圧縮機を駆動制御するインバータを備えている。インバータは、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）などの半導体素子の温度上昇を防止するため、排熱を空気へ排出するために比較的大型のファンおよび放熱部材を必要としている。このため、インバータが大型化し、このインバータを含む冷凍機の大型化が懸念されている。   A refrigerator such as a turbo refrigerator is used in an air conditioning facility, ice making device, or refrigeration device in a building, and includes an inverter that drives and controls the compressor. The inverter requires a relatively large fan and a heat radiating member in order to discharge the exhaust heat to the air in order to prevent a temperature rise of a semiconductor element such as an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor). For this reason, the size of the inverter is increased, and there is a concern about an increase in size of the refrigerator including the inverter.

従来、例えば特許文献１に示す冷凍機（車両用空調装置）では、小型で、かつ簡単な構成でインバータを冷却するため、インバータの筐体内に、コンデンサから吐出した冷媒を流通させている。   Conventionally, for example, in the refrigerator (vehicle air conditioner) disclosed in Patent Document 1, in order to cool an inverter with a small and simple configuration, a refrigerant discharged from a capacitor is circulated in a casing of the inverter.

特開２００３−２７６４２６号公報JP 2003-276426 A

しかし、上述した特許文献１の冷凍機のように、冷媒をインバータの筐体内に流通させると、インバータの筐体外との温度差により半導体素子に結露が発生するおそれがあり、この結露が半導体素子の機能を損なわせる原因となり得る。   However, if the refrigerant is circulated in the casing of the inverter as in the refrigerator disclosed in Patent Document 1 described above, there is a possibility that condensation occurs in the semiconductor element due to a temperature difference with the outside of the casing of the inverter. It can be a cause of damaging the function.

本発明は上述した課題を解決するものであり、冷凍機の小型化を図ると共に、インバータの半導体素子への結露の発生を防ぐことのできるインバータ冷却装置およびインバータ冷却方法ならびに冷凍機を提供することを目的とする。   The present invention solves the above-described problems, and provides an inverter cooling device, an inverter cooling method, and a refrigerator that can reduce the size of the refrigerator and prevent the occurrence of condensation on the semiconductor elements of the inverter. With the goal.

上述の目的を達成するために、本発明のインバータ冷却装置では、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機により圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器と、前記凝縮器により凝縮された冷媒を蒸発させる蒸発器と、前記圧縮機を駆動制御するインバータとを備えた冷凍機に係り、前記インバータを冷却するインバータ冷却装置において、前記凝縮器と前記蒸発器とを連通する冷媒配管の途中で迂回し、かつ前記インバータの筐体内に配置されたバイパス管と、前記バイパス管に設けられて前記バイパス管に流通する冷媒の流量を可変する調整弁と、前記インバータの筐体内の温度、または前記インバータの筐体内に配置された半導体素子の温度を検出する筐体内温度検出手段と、前記インバータの筐体外の温度を検出する筐体外温度検出手段と、前記インバータの筐体外の湿度を検出する筐体外湿度検出手段と、前記筐体内温度検出手段が検出した温度、前記筐体外温度検出手段が検出した温度、および前記筐体外湿度検出手段が検出した湿度に基づいて、前記調整弁を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。   In order to achieve the above object, in the inverter cooling apparatus of the present invention, a compressor that compresses refrigerant, a condenser that condenses the refrigerant compressed by the compressor, and the refrigerant condensed by the condenser are evaporated. In an inverter cooling device that cools the inverter, bypassing the refrigerant in the middle of a refrigerant pipe that communicates the condenser and the evaporator And a bypass pipe disposed in the casing of the inverter, a regulating valve that is provided in the bypass pipe and varies a flow rate of the refrigerant flowing through the bypass pipe, a temperature in the casing of the inverter, or the inverter A temperature detection means inside the case for detecting the temperature of the semiconductor element disposed in the case; a temperature detection means outside the case for detecting the temperature outside the case of the inverter; The outside humidity detecting means for detecting the humidity outside the casing of the inverter, the temperature detected by the inside temperature detecting means, the temperature detected by the outside temperature detecting means, and the humidity detected by the outside humidity detecting means And a control means for controlling the regulating valve.

このインバータ冷却装置によれば、バイパス管に流通する冷媒により、インバータの半導体素子を冷却するため、半導体素子冷却用のファンおよび放熱部材の小型化を図ることができ、インバータを小型化できる。このため、冷凍機を構成する圧縮機、凝縮器、蒸発器、または中間冷却器にインバータを一体に設けることができ、インバータを含む冷凍機を小型化できる。しかも、バイパス管に流通する冷媒の流量を調整することで、半導体素子の冷却量が調整できるので、半導体素子を所望の温度に冷却でき、半導体素子への結露の発生を防止できる。しかも、このインバータ冷却装置によれば、インバータの筐体内の温度、またはインバータの筐体内に配置された半導体素子の温度と、筐体外の温度と、筐体外の湿度とに基づいて、調整弁を制御し、バイパス管に流通する液相の冷媒の流量を調整することで、結露を生じない露点以上の温度に半導体素子を冷却できる。   According to this inverter cooling device, since the semiconductor element of the inverter is cooled by the refrigerant flowing through the bypass pipe, it is possible to reduce the size of the fan for cooling the semiconductor element and the heat radiating member, and the size of the inverter can be reduced. For this reason, an inverter can be integrally provided in the compressor, the condenser, the evaporator, or the intercooler constituting the refrigerator, and the refrigerator including the inverter can be downsized. In addition, since the cooling amount of the semiconductor element can be adjusted by adjusting the flow rate of the refrigerant flowing through the bypass pipe, the semiconductor element can be cooled to a desired temperature, and the occurrence of condensation on the semiconductor element can be prevented. Moreover, according to this inverter cooling device, the regulating valve is controlled based on the temperature inside the inverter casing or the temperature of the semiconductor element disposed in the inverter casing, the temperature outside the casing, and the humidity outside the casing. By controlling and adjusting the flow rate of the liquid-phase refrigerant flowing through the bypass pipe, the semiconductor element can be cooled to a temperature equal to or higher than the dew point at which no condensation occurs.

また、本発明のインバータ冷却装置では、前記半導体素子に熱伝達性を有した放熱部材が設けられ、前記放熱部材に前記バイパス管を配置したことを特徴とする。   In the inverter cooling device of the present invention, the semiconductor element is provided with a heat radiating member having heat transfer properties, and the bypass pipe is arranged on the heat radiating member.

このインバータ冷却装置によれば、バイパス管に流通する液相の冷媒により、半導体素子の放熱部材を直接冷却することで、冷却効率が向上するので、冷却用のファンを不用にでき、インバータをさらに小型化できる。   According to this inverter cooling device, the cooling efficiency is improved by directly cooling the heat radiating member of the semiconductor element with the liquid-phase refrigerant flowing in the bypass pipe, so that the cooling fan can be made unnecessary and the inverter can be further connected. Can be downsized.

上述の目的を達成するために、本発明のインバータ冷却方法では、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機により圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器と、前記凝縮器により凝縮された冷媒を蒸発させる蒸発器と、前記圧縮機を駆動制御するインバータとを備えた冷却装置に係り、前記インバータを冷却するインバータ冷却方法において、前記凝縮器から前記蒸発器に流通する冷媒の一部を、バイパス管を介して前記インバータの筐体内に導入させつつ、前記インバータの筐体内および筐体外の温度と、前記インバータの筐体外の湿度とを検出した結果に基づき、前記バイパス管に流通する冷媒の流量を調整することを特徴とする。   In order to achieve the above-described object, in the inverter cooling method of the present invention, a compressor that compresses refrigerant, a condenser that condenses the refrigerant compressed by the compressor, and the refrigerant condensed by the condenser are evaporated. In the inverter cooling method for cooling the inverter, a part of the refrigerant flowing from the condenser to the evaporator is bypassed in the inverter cooling method including the inverter for driving and controlling the inverter for driving the compressor. Based on the result of detecting the temperature inside and outside the inverter casing and the humidity outside the casing of the inverter, the flow rate of the refrigerant flowing through the bypass pipe is introduced into the inverter casing via the It is characterized by adjusting.

このインバータ冷却方法によれば、インバータの半導体素子を冷却するため、半導体素子冷却用のファンおよび放熱部材の小型化を図ることができ、インバータを小型化できる。このため、冷凍機を構成する圧縮機、凝縮器、蒸発器、または中間冷却器にインバータを一体に設けることができ、インバータを含む冷凍機を小型化できる。しかも、バイパス管に流通する冷媒の流量を調整することで、半導体素子の冷却量が調整できるので、半導体素子を所望の温度に冷却でき、半導体素子への結露の発生を防止できる。しかも、このインバータ冷却方法によれば、インバータの筐体内の温度、またはインバータの筐体内に配置された半導体素子の温度と、筐体外の温度と、筐体外の湿度とに基づいて、バイパス管に流通する液相の冷媒の流量を調整することで、結露を生じない露点以上の温度に半導体素子を冷却できる。   According to this inverter cooling method, since the semiconductor element of the inverter is cooled, the semiconductor element cooling fan and the heat dissipation member can be reduced in size, and the inverter can be reduced in size. For this reason, an inverter can be integrally provided in the compressor, the condenser, the evaporator, or the intercooler constituting the refrigerator, and the refrigerator including the inverter can be downsized. In addition, since the cooling amount of the semiconductor element can be adjusted by adjusting the flow rate of the refrigerant flowing through the bypass pipe, the semiconductor element can be cooled to a desired temperature, and the occurrence of condensation on the semiconductor element can be prevented. Moreover, according to this inverter cooling method, the bypass pipe is connected to the bypass pipe based on the temperature inside the inverter casing or the temperature of the semiconductor element disposed in the inverter casing, the temperature outside the casing, and the humidity outside the casing. By adjusting the flow rate of the flowing liquid phase refrigerant, the semiconductor element can be cooled to a temperature equal to or higher than the dew point at which dew condensation does not occur.

上述の目的を達成するために、本発明の冷凍機では、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機により圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器と、前記凝縮器により凝縮された冷媒を蒸発させる蒸発器と、前記圧縮機を駆動制御するインバータとを備えた冷凍機において、前記インバータを冷却する態様で、上記のいずれかのインバータ冷却装置を適用したことを特徴とする。   To achieve the above object, in the refrigerator of the present invention, a compressor that compresses a refrigerant, a condenser that condenses the refrigerant compressed by the compressor, and a refrigerant that is condensed by the condenser is evaporated. In a refrigerator including an evaporator and an inverter that drives and controls the compressor, any one of the inverter cooling devices described above is applied in a mode of cooling the inverter.

この冷凍機によれば、上記のインバータ冷却装置を適用したことにより、インバータを含む冷凍機を小型化しつつ、半導体素子への結露の発生を防止できる。この結果、インバータの機能を損なわせる事態を防ぎ、安定した冷凍性能が得られる。   According to this refrigerator, by applying the inverter cooling device described above, it is possible to reduce the size of the refrigerator including the inverter and prevent the occurrence of condensation on the semiconductor element. As a result, a situation in which the function of the inverter is impaired can be prevented, and stable refrigeration performance can be obtained.

本発明によれば、冷凍機の小型化を図ると共に、インバータの半導体素子への結露の発生を防ぐことができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while aiming at size reduction of a refrigerator, generation | occurrence | production of the dew condensation to the semiconductor element of an inverter can be prevented.

図１は、本発明の実施の形態１に係る冷凍機の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a refrigerator according to Embodiment 1 of the present invention. 図２は、本発明の実施の形態１に係るインバータ冷却装置の概略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the inverter cooling device according to the first embodiment of the present invention. 図３は、本発明の実施の形態１に係るインバータ冷却装置のバイパス管の配置を示す概略構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing the arrangement of the bypass pipe of the inverter cooling device according to the first embodiment of the present invention. 図４は、本発明の実施の形態２に係る冷凍機の概略構成図である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a refrigerator according to Embodiment 2 of the present invention. 図５は、本発明の実施の形態３に係る冷凍機の概略構成図である。FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a refrigerator according to Embodiment 3 of the present invention. 図６は、バイパス管の他の構成を示す概略構成図である。FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing another configuration of the bypass pipe. 図７は、バイパス管の他の構成を示す概略構成図である。FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing another configuration of the bypass pipe.

以下に、本発明に係る実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。   Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily replaced by those skilled in the art or those that are substantially the same.

［実施の形態１］
図１に示すように、冷凍機は、主に、圧縮機１と、凝縮器２と、蒸発器３と、中間冷却器４と、インバータ５とにより構成されている。圧縮機１と凝縮器２とは、冷媒が流通される冷媒配管６ａにより連通されている。また、凝縮器２と蒸発器３とは、冷媒が流通される冷媒配管６ｂにより連通されている。中間冷却器４は、冷媒配管６ｂに介在されている。また、蒸発器３と圧縮機１とは、冷媒が流通される冷媒配管６ｃにより連通されている。すなわち、圧縮機１、凝縮器２、蒸発器３、および中間冷却器４は、冷媒配管６ａ，６ｂ，６ｃを介して冷媒を循環させる循環経路６に設けられている。 [Embodiment 1]
As shown in FIG. 1, the refrigerator mainly includes a compressor 1, a condenser 2, an evaporator 3, an intermediate cooler 4, and an inverter 5. The compressor 1 and the condenser 2 are connected with each other by a refrigerant pipe 6a through which the refrigerant flows. Moreover, the condenser 2 and the evaporator 3 are connected by the refrigerant | coolant piping 6b through which a refrigerant | coolant is distribute | circulated. The intermediate cooler 4 is interposed in the refrigerant pipe 6b. Moreover, the evaporator 3 and the compressor 1 are connected by the refrigerant | coolant piping 6c through which a refrigerant | coolant is distribute | circulated. That is, the compressor 1, the condenser 2, the evaporator 3, and the intercooler 4 are provided in the circulation path 6 that circulates the refrigerant through the refrigerant pipes 6a, 6b, and 6c.

圧縮機１は、羽根車の回転運動によって冷媒を圧縮するターボ圧縮機として構成されている。すなわち、本実施の形態の冷凍機は、いわゆるターボ冷凍機である。ターボ圧縮機としての圧縮機１は、電動機１１によって駆動される圧縮部１２を有している。圧縮部１２には、電動機１１により回転駆動される羽根車を同軸上に２つ備えた２段圧縮や、電動機１１により回転駆動される羽根車を１つ備えた単段圧縮の方式がある。圧縮部１２が２段圧縮の場合、蒸発器３から圧縮機１へ送られる気相の冷媒は、１段目の圧縮部で圧縮された後、２段目の圧縮部でさらに圧縮され、圧力と温度とが上昇しつつ冷媒配管６ａを介して凝縮器２へ送られる。一方、圧縮部１２が単段圧縮の場合、蒸発器３から圧縮機１へ送られる気相の冷媒は、圧縮部１２にて圧縮され、圧力と温度とが上昇しつつ冷媒配管６ａを介して凝縮器２へ送られる。   The compressor 1 is configured as a turbo compressor that compresses refrigerant by the rotational movement of an impeller. That is, the refrigerator of the present embodiment is a so-called turbo refrigerator. A compressor 1 as a turbo compressor has a compression unit 12 driven by an electric motor 11. The compression unit 12 includes a two-stage compression system that includes two impellers that are rotationally driven by the electric motor 11 and a single-stage compression system that includes one impeller that is rotationally driven by the electric motor 11. When the compression unit 12 is two-stage compression, the gas-phase refrigerant sent from the evaporator 3 to the compressor 1 is compressed by the first-stage compression unit and then further compressed by the second-stage compression unit. As the temperature rises, it is sent to the condenser 2 via the refrigerant pipe 6a. On the other hand, when the compression unit 12 is single-stage compression, the gas-phase refrigerant sent from the evaporator 3 to the compressor 1 is compressed by the compression unit 12 and increases in pressure and temperature via the refrigerant pipe 6a. It is sent to the condenser 2.

凝縮器２は、冷媒冷却流体（例えば、水）が供給される冷却水配管２１が接続されている。圧縮機１から凝縮器２に送られる気相の冷媒は、冷却水配管２１により供給される冷媒冷却流体と熱交換して凝縮し、すなわち、冷媒冷却流体に熱を捨てて液化し、冷媒配管６ｂを介して蒸発器３へ送られる。   The condenser 2 is connected to a cooling water pipe 21 to which a coolant cooling fluid (for example, water) is supplied. The refrigerant in the gas phase sent from the compressor 1 to the condenser 2 is condensed by exchanging heat with the refrigerant cooling fluid supplied through the cooling water pipe 21. That is, the refrigerant cooling fluid is liquefied by throwing away heat. It is sent to the evaporator 3 through 6b.

蒸発器３は、冷却媒体（例えば、水）が供給される冷却媒体配管３１が接続されている。凝縮器２から蒸発器３に送られる液相の冷媒は、冷却媒体配管３１により供給される冷却媒体と熱交換して蒸発する。この過程で、冷却媒体は、液相の冷媒に熱を捨てて温度が低下する。そして、冷却媒体と熱交換した液相の冷媒は、蒸発して気相の冷媒となり、冷媒配管６ｃを介して圧縮機１へ送られる。   The evaporator 3 is connected to a cooling medium pipe 31 to which a cooling medium (for example, water) is supplied. The liquid-phase refrigerant sent from the condenser 2 to the evaporator 3 evaporates by exchanging heat with the cooling medium supplied by the cooling medium pipe 31. In this process, the cooling medium throws away heat to the liquid-phase refrigerant and the temperature decreases. The liquid-phase refrigerant that has exchanged heat with the cooling medium evaporates to become a gas-phase refrigerant, and is sent to the compressor 1 via the refrigerant pipe 6c.

中間冷却器４は、凝縮器２において液化された冷媒を液相とガス相とに分離するものである。さらに、中間冷却器４は、凝縮器２と蒸発器３との間に一定の圧力差を保持すると共に、液相の冷媒の一部を蒸発させて蒸発器３での潜熱の増大を図るものである。また、中間冷却器４は、凝縮器２にて凝縮し切れなかった気相の冷媒と、液相の冷媒とが気液二相流流体として導入され、この気相の冷媒と液相の冷媒とを分離する気液分離器として機能するものであり、分離された気相の冷媒は圧縮機１へ送られ、液相の冷媒は蒸発器３へ送られる。   The intercooler 4 separates the refrigerant liquefied in the condenser 2 into a liquid phase and a gas phase. Further, the intercooler 4 maintains a constant pressure difference between the condenser 2 and the evaporator 3 and evaporates a part of the liquid phase refrigerant to increase latent heat in the evaporator 3. It is. The intercooler 4 also introduces a gas-phase refrigerant that has not been completely condensed in the condenser 2 and a liquid-phase refrigerant as a gas-liquid two-phase fluid, and the gas-phase refrigerant and the liquid-phase refrigerant. The separated gas-phase refrigerant is sent to the compressor 1, and the liquid-phase refrigerant is sent to the evaporator 3.

インバータ５は、圧縮機１の電動機１１に電気的に接続され、この電動機１１を駆動制御するためのものである。インバータ５は、筐体５１内に、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）などの半導体素子５２が配置されている。   The inverter 5 is electrically connected to the electric motor 11 of the compressor 1 and is used to drive and control the electric motor 11. In the inverter 5, a semiconductor element 52 such as an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) is disposed in a housing 51.

上述した冷凍機に係り、インバータ５では、半導体素子５２が通電時に発熱する。このため、本実施の形態では、半導体素子５２を冷却するためのインバータ冷却装置を備えている。   In the refrigerator described above, in the inverter 5, the semiconductor element 52 generates heat when energized. For this reason, in this embodiment, an inverter cooling device for cooling the semiconductor element 52 is provided.

インバータ冷却装置は、図１に示すように、バイパス管７１と、調整弁７２と、筐体内温度検出手段７３と、制御手段７４とで構成されている。   As shown in FIG. 1, the inverter cooling apparatus includes a bypass pipe 71, a regulating valve 72, a housing temperature detection means 73, and a control means 74.

バイパス管７１は、凝縮器２と蒸発器３とを連通する冷媒配管６ｂの途中に迂回して設けられている。このバイパス管７１は、インバータ５の筐体５１内に配置されている。すなわち、バイパス管７１は、凝縮器２と蒸発器３との差圧により凝縮器２から蒸発器３に至る液相の冷媒をインバータ５の筐体５１内に流通させる。これにより、インバータ５の筐体５１内では、液相の冷媒に熱を捨てて温度が低下し、半導体素子５２が冷却され、液相の冷媒は蒸発して気相の冷媒となる。すなわち、インバータ５の筐体５１内に流通する液相の冷媒の潜熱により半導体素子５２が冷却されることになる。   The bypass pipe 71 is provided around the refrigerant pipe 6 b that communicates the condenser 2 and the evaporator 3. The bypass pipe 71 is disposed in the casing 51 of the inverter 5. That is, the bypass pipe 71 circulates the liquid-phase refrigerant from the condenser 2 to the evaporator 3 in the casing 51 of the inverter 5 due to the differential pressure between the condenser 2 and the evaporator 3. As a result, in the casing 51 of the inverter 5, the temperature is lowered by discarding heat to the liquid-phase refrigerant, the semiconductor element 52 is cooled, and the liquid-phase refrigerant evaporates to become a gas-phase refrigerant. That is, the semiconductor element 52 is cooled by the latent heat of the liquid-phase refrigerant flowing in the casing 51 of the inverter 5.

また、バイパス管７１を流通して半導体素子５２の冷却に供された冷媒は、冷媒配管６ｂに戻され蒸発器３に送られる。このため、半導体素子５２の冷却に供されても蒸発しきれない液相の冷媒が蒸発器３での冷却に利用することができると共に、蒸発しきれない液相の冷媒を蒸発器３にて蒸発させることができる。   In addition, the refrigerant that has flowed through the bypass pipe 71 and used for cooling the semiconductor element 52 is returned to the refrigerant pipe 6 b and sent to the evaporator 3. For this reason, the liquid-phase refrigerant that cannot be evaporated even if it is used for cooling the semiconductor element 52 can be used for cooling in the evaporator 3, and the liquid-phase refrigerant that cannot be evaporated in the evaporator 3. Can be evaporated.

ここで、インバータ５の筐体５１内へのバイパス管７１の具体的な配置を図２に示す。図２に示すように、筐体５１内に配置された半導体素子５２は、基板５２ａに実装されていると共に、熱伝導性を有した放熱部材５２ｂが設けられた放熱構造とされている。放熱部材５２ｂは、放熱性能を向上するために多数のフィン（図示せず）を有している。さらに、筐体５１内には、ファン８が設けられている。ファン８は、筐体５１に設けられた吸込口５１ｃから筐体５１内に空気を吸引しつつ、排気口５１ｄから筐体５１外に空気を排出するものである。バイパス管７１は、このような構成において、筐体５１内の吸込口５１ｃ近傍に配置されている。これにより、筐体５１内に吸い込まれた空気が、放熱部材５２ｂを通過する前に、バイパス管７１を流通する液相の冷媒の潜熱により冷却されつつ、半導体素子５２および放熱部材５２ｂの周囲を通過することにより、半導体素子５２が冷却される。なお、バイパス管７１は、筐体５１内の空気をより冷却するため、筐体５１内で蛇行して配置されて、筐体５１内で冷媒を流通させる経路を長く形成されていることが好ましい。   Here, a specific arrangement of the bypass pipe 71 in the housing 51 of the inverter 5 is shown in FIG. As shown in FIG. 2, the semiconductor element 52 disposed in the housing 51 is mounted on a substrate 52a and has a heat dissipation structure provided with a heat dissipation member 52b having thermal conductivity. The heat dissipation member 52b has a large number of fins (not shown) in order to improve the heat dissipation performance. Further, a fan 8 is provided in the housing 51. The fan 8 discharges air from the exhaust port 51d to the outside of the housing 51 while sucking air into the housing 51 from a suction port 51c provided in the housing 51. In such a configuration, the bypass pipe 71 is disposed in the vicinity of the suction port 51 c in the housing 51. Thus, the air sucked into the casing 51 is cooled by the latent heat of the liquid refrigerant flowing through the bypass pipe 71 before passing through the heat radiating member 52b, while surrounding the semiconductor element 52 and the heat radiating member 52b. The semiconductor element 52 is cooled by passing. In order to further cool the air in the casing 51, the bypass pipe 71 is preferably arranged in a meandering manner in the casing 51 and has a long path through which the refrigerant flows in the casing 51. .

また、インバータ５の筐体５１内へのバイパス管７１の具体的な別の配置を図３に示す。図３に示すように、筐体５１内に配置された半導体素子５２は、基板５２ａに実装されていると共に、熱伝導性を有した放熱部材５２ｂが設けられた放熱構造とされている。放熱部材５２ｂは、放熱性能を向上するために多数のフィン（図示せず）を有している。バイパス管７１は、このような構成において、放熱部材５２ｂの内部に通して配置されている。これにより、放熱部材５２ｂが、バイパス管７１を流通する液相の冷媒の潜熱により冷却されることで半導体素子５２が冷却される。なお、バイパス管７１は、放熱部材５２ｂをより冷却するため、放熱部材５２ｂ内で蛇行して配置されて、放熱部材５２ｂ内で冷媒を流通させる経路を長く形成されていることが好ましい。   FIG. 3 shows another specific arrangement of the bypass pipe 71 in the casing 51 of the inverter 5. As shown in FIG. 3, the semiconductor element 52 arranged in the housing 51 is mounted on a substrate 52a and has a heat dissipation structure provided with a heat dissipation member 52b having thermal conductivity. The heat dissipation member 52b has a large number of fins (not shown) in order to improve the heat dissipation performance. In such a configuration, the bypass pipe 71 is disposed through the heat dissipation member 52b. Thereby, the semiconductor element 52 is cooled by the heat radiation member 52b being cooled by the latent heat of the liquid refrigerant flowing through the bypass pipe 71. In order to further cool the heat radiating member 52b, the bypass pipe 71 is preferably arranged in a meandering manner in the heat radiating member 52b, and has a long path through which the refrigerant flows in the heat radiating member 52b.

調整弁７２は、バイパス管７１に設けられている。調整弁７２は、アクチュエータ７２ａで弁７２ｂの開度を変えることにより、バイパス管７１に流通する冷媒の流量を可変するものである。   The adjustment valve 72 is provided in the bypass pipe 71. The adjusting valve 72 changes the flow rate of the refrigerant flowing through the bypass pipe 71 by changing the opening degree of the valve 72b by the actuator 72a.

また、調整弁７２にてバイパス管７１に流通する冷媒の流量が調整されると、冷媒が減圧され、飽和温度が低下する。このため、冷却効率が向上するので、少量の冷媒で半導体素子５２の冷却を行うことが可能である。   Further, when the flow rate of the refrigerant flowing through the bypass pipe 71 is adjusted by the adjustment valve 72, the refrigerant is decompressed and the saturation temperature is lowered. For this reason, since cooling efficiency improves, it is possible to cool the semiconductor element 52 with a small amount of refrigerant.

筐体内温度検出手段７３は、インバータ５の筐体５１内に配置され、インバータ５の筐体５１内の温度、またはインバータ５の筐体５１内に配置された半導体素子５２の温度を検出するものである。なお、図２に示すようにインバータ５がファン８を有する場合、筐体内温度検出手段７３は、吸込口５１ｃ側と排気口５１ｄ側とに配置されていることが好ましい。   The in-casing temperature detection means 73 is disposed in the casing 51 of the inverter 5 and detects the temperature in the casing 51 of the inverter 5 or the temperature of the semiconductor element 52 disposed in the casing 51 of the inverter 5. It is. When the inverter 5 has the fan 8 as shown in FIG. 2, the in-casing temperature detection means 73 is preferably arranged on the suction port 51c side and the exhaust port 51d side.

制御手段７４は、マイコンなどで構成され、調整弁７２のアクチュエータ７２ａを作動させ、バイパス管７１に流通する冷媒の流量を制御するものである。制御手段７４は、筐体内温度検出手段７３に接続され、筐体内温度検出手段７３にて検出された温度情報が入力される。この制御手段７４には、半導体素子５２の冷却に適した温度と、この温度に応じたアクチュエータ７２ａの作動量（調整弁７２の弁７２ｂの開度）の情報が予め記憶されている。そして、制御手段７４は、筐体内温度検出手段７３から入力した温度情報に基づき、インバータ５の筐体５１内の温度、またはインバータ５の筐体５１内に配置された半導体素子５２の温度が、半導体素子５２の冷却に適した温度となるように、バイパス管７１に流通する冷媒の流量を制御する。なお、図２に示すようにインバータ５がファン８を有し、筐体内温度検出手段７３が吸込口５１ｃ側と排気口５１ｄ側とに配置されている場合、制御手段７４は、吸込口５１ｃ側と排気口５１ｄ側との温度差に基づき、バイパス管７１に流通する冷媒の流量を制御する。   The control means 74 is constituted by a microcomputer or the like, and operates the actuator 72a of the adjustment valve 72 to control the flow rate of the refrigerant flowing through the bypass pipe 71. The control means 74 is connected to the in-casing temperature detecting means 73 and receives temperature information detected by the in-casing temperature detecting means 73. The control means 74 stores in advance information on the temperature suitable for cooling the semiconductor element 52 and the operation amount of the actuator 72a corresponding to the temperature (the opening degree of the valve 72b of the adjustment valve 72). Based on the temperature information input from the in-casing temperature detection unit 73, the control unit 74 determines whether the temperature in the casing 51 of the inverter 5 or the temperature of the semiconductor element 52 disposed in the casing 51 of the inverter 5 is The flow rate of the refrigerant flowing through the bypass pipe 71 is controlled so that the temperature is suitable for cooling the semiconductor element 52. In addition, as shown in FIG. 2, when the inverter 5 has the fan 8 and the in-chassis temperature detecting means 73 is arranged on the suction port 51c side and the exhaust port 51d side, the control means 74 is connected to the suction port 51c side. The flow rate of the refrigerant flowing through the bypass pipe 71 is controlled based on the temperature difference between the exhaust pipe 51d and the exhaust port 51d side.

このように、実施の形態１のインバータ冷却装置では、凝縮器２と蒸発器３とを連通する冷媒配管６ｂの途中で迂回し、かつインバータ５の筐体５１内に配置されたバイパス管７１と、バイパス管７１に設けられてバイパス管７１に流通する液相の冷媒の流量を可変する調整弁７２とを備えている。そして、実施の形態１のインバータ冷却装置の作用としてのインバータ冷却方法では、凝縮器２から蒸発器３に流通する液相の冷媒の一部を、バイパス管７１を介してインバータ５の筐体５１内に導入させつつ、バイパス管７１に流通する液相の冷媒の流量を調整する。   As described above, in the inverter cooling device of the first embodiment, the bypass pipe 71 that bypasses the refrigerant pipe 6b that communicates the condenser 2 and the evaporator 3 and is disposed in the casing 51 of the inverter 5; And an adjustment valve 72 that is provided in the bypass pipe 71 and changes the flow rate of the liquid-phase refrigerant that flows through the bypass pipe 71. In the inverter cooling method as the operation of the inverter cooling device according to the first embodiment, a part of the liquid-phase refrigerant flowing from the condenser 2 to the evaporator 3 is transferred to the casing 51 of the inverter 5 via the bypass pipe 71. The flow rate of the liquid-phase refrigerant flowing through the bypass pipe 71 is adjusted while being introduced inside.

このインバータ冷却装置およびインバータ冷却方法によれば、バイパス管７１に流通する液相の冷媒により、インバータ５の半導体素子５２を冷却するため、ファンおよび放熱部材の小型化を図ることができ、インバータ５を小型化することが可能になる。このため、冷凍機を構成する圧縮機１、凝縮器２、蒸発器３、または中間冷却器４にインバータ５を一体に設けることができ、インバータ５を含む冷凍機を小型化することが可能になる。しかも、バイパス管７１に流通する液相の冷媒の流量を調整することで、半導体素子５２の冷却量が調整できるので、半導体素子５２を所望の温度に冷却でき、半導体素子５２への結露の発生を防止することが可能になる。   According to the inverter cooling device and the inverter cooling method, the semiconductor element 52 of the inverter 5 is cooled by the liquid-phase refrigerant flowing through the bypass pipe 71, so that the fan and the heat radiating member can be downsized. Can be miniaturized. For this reason, the inverter 5 can be integrally provided in the compressor 1, the condenser 2, the evaporator 3, or the intercooler 4 constituting the refrigerator, and the refrigerator including the inverter 5 can be downsized. Become. Moreover, since the cooling amount of the semiconductor element 52 can be adjusted by adjusting the flow rate of the liquid-phase refrigerant flowing through the bypass pipe 71, the semiconductor element 52 can be cooled to a desired temperature, and dew condensation on the semiconductor element 52 occurs. Can be prevented.

また、実施の形態１のインバータ冷却装置では、インバータ５の筐体５１内の温度、またはインバータ５の筐体５１内に配置された半導体素子５２の温度を検出する筐体内温度検出手段７３と、筐体内温度検出手段７３が検出した温度に基づいて調整弁７２を制御する制御手段７４とを備えている。   Further, in the inverter cooling device of the first embodiment, the temperature in the casing 51 of the inverter 5 or the temperature in the casing 73 for detecting the temperature of the semiconductor element 52 arranged in the casing 51 of the inverter 5; And a control means 74 for controlling the regulating valve 72 based on the temperature detected by the in-casing temperature detection means 73.

このインバータ冷却装置によれば、インバータ５の筐体５１内の温度、またはインバータ５の筐体５１内に配置された半導体素子５２の温度に基づいて、調整弁７２を制御し、バイパス管７１に流通する液相の冷媒の流量を調整することで、結露を生じない所望の温度に半導体素子５２を冷却することが可能になる。   According to this inverter cooling device, the regulating valve 72 is controlled based on the temperature in the casing 51 of the inverter 5 or the temperature of the semiconductor element 52 arranged in the casing 51 of the inverter 5, and the bypass pipe 71 The semiconductor element 52 can be cooled to a desired temperature that does not cause dew condensation by adjusting the flow rate of the flowing liquid phase refrigerant.

また、実施の形態１のインバータ冷却装置では、半導体素子５２に熱伝達性を有した放熱部材５２ｂが設けられ、この放熱部材５２ｂにバイパス管７１が配置されている（図３参照）。   In the inverter cooling apparatus of the first embodiment, the semiconductor element 52 is provided with a heat radiating member 52b having heat transfer properties, and a bypass pipe 71 is disposed on the heat radiating member 52b (see FIG. 3).

このインバータ冷却装置によれば、バイパス管７１に流通する液相の冷媒により、半導体素子５２の放熱部材５２ｂを直接冷却することで、冷却効率が向上するので、ファン８（図２参照）を不用にでき、インバータ５をさらに小型化することが可能になる。   According to this inverter cooling device, the cooling efficiency is improved by directly cooling the heat dissipating member 52b of the semiconductor element 52 by the liquid-phase refrigerant flowing in the bypass pipe 71, so that the fan 8 (see FIG. 2) is unnecessary. Thus, the inverter 5 can be further downsized.

また、実施の形態１の冷凍機では、上述のインバータ冷却装置を適用したことにより、インバータ５を含む冷凍機を小型化しつつ、半導体素子５２への結露の発生を防止することが可能になる。この結果、インバータ５の機能を損なわせる事態を防ぎ、安定した冷凍性能を得ることが可能になる。   Further, in the refrigerator of the first embodiment, by applying the above-described inverter cooling device, it is possible to prevent the occurrence of condensation on the semiconductor element 52 while reducing the size of the refrigerator including the inverter 5. As a result, it is possible to prevent a situation in which the function of the inverter 5 is impaired and obtain stable refrigeration performance.

［実施の形態２］
実施の形態２は、冷凍機の構成が上述した実施の形態１と同じであり、インバータ冷却装置の構成が異なる。従って、実施の形態２では、インバータ冷却装置について説明し、その他同等部分には、同一符号を付してその説明を省略する。 [Embodiment 2]
In the second embodiment, the configuration of the refrigerator is the same as that of the first embodiment described above, and the configuration of the inverter cooling device is different. Therefore, in Embodiment 2, an inverter cooling device will be described, and other equivalent parts will be denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.

インバータ冷却装置は、図４に示すように、バイパス管７１’と、調整弁７２’と、筐体内温度検出手段７３’と、制御手段７４’と、筐体外温度検出手段７５’と、筐体外湿度検出手段７６’で構成されている。   As shown in FIG. 4, the inverter cooling device includes a bypass pipe 71 ′, a regulating valve 72 ′, a casing internal temperature detection unit 73 ′, a control unit 74 ′, a casing external temperature detection unit 75 ′, The humidity detecting means 76 'is configured.

バイパス管７１’、調整弁７２’および筐体内温度検出手段７３’は、上述した実施の形態１のバイパス管７１、調整弁７２および筐体内温度検出手段７３と同様のものである。また、インバータ５の筐体５１内へのバイパス管７１’の具体的な配置も、上述した実施の形態１と同様である（図２および図３参照）。   The bypass pipe 71 ′, the adjustment valve 72 ′, and the casing internal temperature detection means 73 ′ are the same as the bypass pipe 71, the adjustment valve 72, and the casing internal temperature detection means 73 of the first embodiment described above. Further, the specific arrangement of the bypass pipe 71 ′ in the casing 51 of the inverter 5 is the same as that in the first embodiment (see FIGS. 2 and 3).

筐体外温度検出手段７５’は、インバータ５の筐体５１外に配置され、インバータ５の筐体５１外の周囲の温度を検出するものである。   The outside-case temperature detecting means 75 ′ is arranged outside the housing 51 of the inverter 5 and detects the ambient temperature outside the housing 51 of the inverter 5.

筐体外湿度検出手段７６’は、インバータ５の筐体５１外に配置され、インバータ５の筐体５１外の周囲の湿度を検出するものである。   The outside-humidity detecting means 76 ′ is disposed outside the housing 51 of the inverter 5 and detects the ambient humidity outside the housing 51 of the inverter 5.

制御手段７４’は、マイコンなどで構成され、調整弁７２’のアクチュエータ７２ａ’を作動させ、バイパス管７１’に流通する冷媒の流量を制御するものである。制御手段７４’は、筐体内温度検出手段７３’に接続され、筐体内温度検出手段７３’にて検出された温度情報が入力される。また、制御手段７４’は、筐体外温度検出手段７５’に接続され、筐体外温度検出手段７５’にて検出された温度情報が入力される。また、制御手段７４’は、筐体外湿度検出手段７６’に接続され、筐体外湿度検出手段７６’にて検出された湿度情報が入力される。この制御手段７４’には、露点温度に基づく半導体素子５２の冷却に適した温度と、この温度に応じたアクチュエータ７２ａ’の作動量（調整弁７２’の弁７２ｂ’の開度）の情報が予め記憶されている。そして、制御手段７４’は、筐体内温度検出手段７３’から入力した温度情報、筐体外温度検出手段７５’から入力した温度情報、および筐体外湿度検出手段７６’から入力した湿度情報から露点温度に基づき、インバータ５の筐体５１内の温度、またはインバータ５の筐体５１内に配置された半導体素子５２の温度が、露点温度に応じて半導体素子５２の冷却に適した温度（露点温度以上の温度）となるように、バイパス管７１に流通する冷媒の流量を制御する。   The control means 74 'is constituted by a microcomputer or the like, and operates the actuator 72a' of the adjustment valve 72 'to control the flow rate of the refrigerant flowing through the bypass pipe 71'. The control means 74 'is connected to the in-casing temperature detection means 73' and receives temperature information detected by the in-casing temperature detection means 73 '. Further, the control means 74 'is connected to the outside-case temperature detecting means 75', and temperature information detected by the outside-case temperature detecting means 75 'is inputted. Further, the control means 74 'is connected to the outside-humidity detection means 76', and receives humidity information detected by the outside-humidity detection means 76 '. In this control means 74 ′, information on the temperature suitable for cooling the semiconductor element 52 based on the dew point temperature and the operation amount of the actuator 72a ′ (the opening degree of the valve 72b ′ of the adjustment valve 72 ′) corresponding to this temperature is stored. Stored in advance. Then, the control means 74 ′ determines the dew point temperature from the temperature information input from the casing temperature detection means 73 ′, the temperature information input from the casing outside temperature detection means 75 ′, and the humidity information input from the casing outside humidity detection means 76 ′. The temperature in the casing 51 of the inverter 5 or the temperature of the semiconductor element 52 disposed in the casing 51 of the inverter 5 is a temperature suitable for cooling the semiconductor element 52 according to the dew point temperature (dew point temperature or higher). The flow rate of the refrigerant flowing through the bypass pipe 71 is controlled.

このように、実施の形態２のインバータ冷却装置では、凝縮器２と蒸発器３とを連通する冷媒配管６ｂの途中で迂回し、かつインバータ５の筐体５１内に配置されたバイパス管７１’と、バイパス管７１’に設けられてバイパス管７１’に流通する液相の冷媒の流量を可変する調整弁７２’とを備えている。そして、実施の形態２のインバータ冷却装置の作用としてのインバータ冷却方法では、凝縮器２から蒸発器３に流通する液相の冷媒の一部を、バイパス管７１’を介してインバータ５の筐体５１内に導入させつつ、バイパス管７１’に流通する液相の冷媒の流量を調整する。   As described above, in the inverter cooling device according to the second embodiment, the bypass pipe 71 ′ that bypasses the refrigerant pipe 6 b that communicates the condenser 2 and the evaporator 3 and that is disposed in the casing 51 of the inverter 5. And an adjustment valve 72 ′ that is provided in the bypass pipe 71 ′ and that changes the flow rate of the liquid-phase refrigerant that flows through the bypass pipe 71 ′. And in the inverter cooling method as an effect | action of the inverter cooling device of Embodiment 2, a part of the liquid-phase refrigerant | coolant which distribute | circulates from the condenser 2 to the evaporator 3 is made into the housing | casing of the inverter 5 via bypass pipe 71 '. 51, the flow rate of the liquid-phase refrigerant flowing through the bypass pipe 71 ′ is adjusted.

このインバータ冷却装置およびインバータ冷却方法によれば、バイパス管７１’に流通する液相の冷媒により、インバータ５の半導体素子５２を冷却するため、ファンおよび放熱部材の小型化を図ることができ、インバータ５を小型化することが可能になる。このため、冷凍機を構成する圧縮機１、凝縮器２、蒸発器３、または中間冷却器４にインバータ５を一体に設けることができ、インバータ５を含む冷凍機を小型化することが可能になる。しかも、バイパス管７１’に流通する液相の冷媒の流量を調整することで、半導体素子５２の冷却量が調整できるので、半導体素子５２を所望の温度に冷却でき、半導体素子５２への結露の発生を防止することが可能になる。   According to the inverter cooling device and the inverter cooling method, the semiconductor element 52 of the inverter 5 is cooled by the liquid-phase refrigerant flowing through the bypass pipe 71 ′, so that the fan and the heat radiating member can be downsized. 5 can be reduced in size. For this reason, the inverter 5 can be integrally provided in the compressor 1, the condenser 2, the evaporator 3, or the intercooler 4 constituting the refrigerator, and the refrigerator including the inverter 5 can be downsized. Become. In addition, the amount of cooling of the semiconductor element 52 can be adjusted by adjusting the flow rate of the liquid-phase refrigerant flowing through the bypass pipe 71 ′, so that the semiconductor element 52 can be cooled to a desired temperature, and dew condensation on the semiconductor element 52 Occurrence can be prevented.

また、実施の形態２のインバータ冷却装置では、インバータ５の筐体５１内の温度、またはインバータ５の筐体５１内に配置された半導体素子５２の温度を検出する筐体内温度検出手段７３’と、インバータ５の筐体５１外の温度を検出する筐体外温度検出手段７５’と、インバータ５の筐体５１外の湿度を検出する筐体外湿度検出手段７６’と、筐体内温度検出手段７３’が検出した温度、筐体外温度検出手段７５’が検出した温度、および筐体外湿度検出手段７６’が検出した湿度に基づいて、冷却する半導体素子５２への結露を防止するように調整弁７２’を制御する制御手段７４’とを備えている。   Further, in the inverter cooling device of the second embodiment, the temperature in the casing 51 of the inverter 5 or the temperature detection means 73 ′ in the casing that detects the temperature of the semiconductor element 52 disposed in the casing 51 of the inverter 5 is provided. The outside temperature detection means 75 ′ for detecting the temperature outside the casing 51 of the inverter 5, the outside humidity detection means 76 ′ for detecting the humidity outside the casing 51 of the inverter 5, and the inside temperature detection means 73 ′. Based on the temperature detected by the sensor, the temperature detected by the outside-case temperature detecting means 75 ′, and the humidity detected by the outside-humidity detecting means 76 ′, the regulating valve 72 ′ is used to prevent condensation on the semiconductor element 52 to be cooled. And control means 74 ′ for controlling the above.

このインバータ冷却装置によれば、インバータ５の筐体５１内の温度、またはインバータ５の筐体５１内に配置された半導体素子５２の温度と、筐体５１外の温度と、筐体５１外の湿度とに基づいて、調整弁７２’を制御し、バイパス管７１’に流通する液相の冷媒の流量を調整することで、結露を生じない露点以上の温度に半導体素子５２を冷却することが可能になる。   According to this inverter cooling device, the temperature in the casing 51 of the inverter 5 or the temperature of the semiconductor element 52 disposed in the casing 51 of the inverter 5, the temperature outside the casing 51, The semiconductor element 52 can be cooled to a temperature equal to or higher than the dew point at which no condensation occurs by controlling the regulating valve 72 ′ based on the humidity and adjusting the flow rate of the liquid-phase refrigerant flowing through the bypass pipe 71 ′. It becomes possible.

また、実施の形態２のインバータ冷却装置では、半導体素子５２に熱伝達性を有した放熱部材５２ｂが設けられ、この放熱部材５２ｂにバイパス管７１’が配置されている（図３参照）。   In the inverter cooling apparatus of the second embodiment, the semiconductor element 52 is provided with a heat radiating member 52b having heat transfer properties, and a bypass pipe 71 'is disposed on the heat radiating member 52b (see FIG. 3).

このインバータ冷却装置によれば、バイパス管７１’に流通する液相の冷媒により、半導体素子５２の放熱部材５２ｂを直接冷却することで、冷却効率が向上するので、ファン８（図２参照）を不用にでき、インバータ５をさらに小型化することが可能になる。   According to this inverter cooling device, the cooling efficiency is improved by directly cooling the heat dissipating member 52b of the semiconductor element 52 by the liquid-phase refrigerant flowing through the bypass pipe 71 ′, so that the fan 8 (see FIG. 2) is installed. The inverter 5 can be further reduced in size.

また、実施の形態２の冷凍機では、上述のインバータ冷却装置を適用したことにより、インバータ５を含む冷凍機を小型化しつつ、半導体素子５２への結露の発生を防止することが可能になる。この結果、インバータ５の機能を損なわせる事態を防ぎ、安定した冷凍性能を得ることが可能になる。   In the refrigerator according to the second embodiment, by applying the above-described inverter cooling device, it is possible to reduce the size of the refrigerator including the inverter 5 and prevent the condensation on the semiconductor element 52 from occurring. As a result, it is possible to prevent a situation in which the function of the inverter 5 is impaired and obtain stable refrigeration performance.

［実施の形態３］
実施の形態３は、冷凍機の構成が上述した実施の形態１と同じであり、インバータ冷却装置の構成が異なる。従って、実施の形態３では、インバータ冷却装置について説明し、その他同等部分には、同一符号を付してその説明を省略する。 [Embodiment 3]
In the third embodiment, the configuration of the refrigerator is the same as that of the first embodiment described above, and the configuration of the inverter cooling device is different. Therefore, in Embodiment 3, an inverter cooling device will be described, and other equivalent parts will be denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.

インバータ冷却装置は、図５に示すように、バイパス管７１”と、調整弁７２”と、制御手段７４”とで構成されている。   As shown in FIG. 5, the inverter cooling device includes a bypass pipe 71 ″, a regulating valve 72 ″, and a control means 74 ″.

バイパス管７１”および調整弁７２”は、上述した実施の形態１のバイパス管７１および調整弁７２と同様のものである。また、インバータ５の筐体５１内へのバイパス管７１”の具体的な配置も、上述した実施の形態１と同様である（図２および図３参照）。   The bypass pipe 71 ″ and the adjustment valve 72 ″ are the same as the bypass pipe 71 and the adjustment valve 72 of the first embodiment described above. Further, the specific arrangement of the bypass pipe 71 ″ in the casing 51 of the inverter 5 is the same as that in the first embodiment described above (see FIGS. 2 and 3).

制御手段７４”は、マイコンなどで構成され、調整弁７２”のアクチュエータ７２ａ”を作動させ、バイパス管７１”に流通する冷媒の流量を制御するものである。制御手段７４”は、圧縮機１を駆動制御するインバータ５の出力情報が入力される。この制御手段７４”には、インバータ５の発熱量に基づく半導体素子５２の冷却に適した温度と、この温度に応じたアクチュエータ７２ａ”の作動量（調整弁７２”の弁７２ｂ”の開度）の情報が予め記憶されている。そして、制御手段７４”は、インバータ５の出力情報から圧縮機１を制御する際のインバータ５（半導体素子５２）の発熱量を算出し、この発熱量に基づいて、半導体素子５２の冷却に適した温度となるように、バイパス管７１”に流通する冷媒の流量を制御する。   The control means 74 ″ is constituted by a microcomputer or the like, and operates the actuator 72a ″ of the adjustment valve 72 ″ to control the flow rate of the refrigerant flowing through the bypass pipe 71 ″. The control means 74 ″ receives the output information of the inverter 5 that controls the drive of the compressor 1. The control means 74 ″ has a temperature suitable for cooling the semiconductor element 52 based on the amount of heat generated by the inverter 5, and this Information on the operation amount of the actuator 72a ″ according to the temperature (the opening degree of the valve 72b ″ of the adjustment valve 72 ″) is stored in advance. The control means 74 ″ determines the compressor 1 from the output information of the inverter 5. The heat generation amount of the inverter 5 (semiconductor element 52) at the time of control is calculated, and based on this heat generation amount, the flow rate of the refrigerant flowing through the bypass pipe 71 ″ is adjusted so that the temperature is suitable for cooling the semiconductor element 52. Control.

このように、実施の形態３のインバータ冷却装置では、凝縮器２と蒸発器３とを連通する冷媒配管６ｂの途中で迂回し、かつインバータ５の筐体５１内に配置されたバイパス管７１”と、バイパス管７１”に設けられてバイパス管７１”に流通する液相の冷媒の流量を可変する調整弁７２”とを備えている。そして、実施の形態３のインバータ冷却装置の作用としてのインバータ冷却方法では、凝縮器２から蒸発器３に流通する液相の冷媒の一部を、バイパス管７１”を介してインバータ５の筐体５１内に導入させつつ、バイパス管７１”に流通する液相の冷媒の流量を調整する。   As described above, in the inverter cooling device of the third embodiment, the bypass pipe 71 "that bypasses in the middle of the refrigerant pipe 6b that communicates the condenser 2 and the evaporator 3 and is disposed in the casing 51 of the inverter 5". And an adjustment valve 72 ″ that is provided in the bypass pipe 71 ″ and that changes the flow rate of the liquid-phase refrigerant flowing through the bypass pipe 71 ″. In the inverter cooling method as the operation of the inverter cooling device of the third embodiment, a part of the liquid-phase refrigerant flowing from the condenser 2 to the evaporator 3 is transferred to the casing of the inverter 5 through the bypass pipe 71 ″. 51, the flow rate of the liquid-phase refrigerant flowing through the bypass pipe 71 ″ is adjusted.

このインバータ冷却装置およびインバータ冷却方法によれば、バイパス管７１”に流通する液相の冷媒により、インバータ５の半導体素子５２を冷却するため、ファンおよび放熱部材の小型化を図ることができ、インバータ５を小型化することが可能になる。このため、冷凍機を構成する圧縮機１、凝縮器２、蒸発器３、または中間冷却器４にインバータ５を一体に設けることができ、インバータ５を含む冷凍機を小型化することが可能になる。しかも、バイパス管７１”に流通する液相の冷媒の流量を調整することで、半導体素子５２の冷却量が調整できるので、半導体素子５２を所望の温度に冷却でき、半導体素子５２への結露の発生を防止することが可能になる。   According to the inverter cooling device and the inverter cooling method, the semiconductor element 52 of the inverter 5 is cooled by the liquid-phase refrigerant flowing through the bypass pipe 71 ″, so that the fan and the heat radiating member can be downsized. Therefore, the inverter 5 can be integrally provided in the compressor 1, the condenser 2, the evaporator 3, or the intercooler 4 constituting the refrigerator. It is possible to reduce the size of the refrigerator including the semiconductor element 52. Further, the amount of cooling of the semiconductor element 52 can be adjusted by adjusting the flow rate of the liquid-phase refrigerant flowing through the bypass pipe 71 ". Therefore, it is possible to prevent the dew condensation on the semiconductor element 52 from occurring.

また、実施の形態３のインバータ冷却装置では、圧縮機１を駆動制御するインバータ５の出力電力・電流などに基づいて、調整弁７２”を制御する制御手段７４”を備えている。   Further, the inverter cooling apparatus of the third embodiment includes the control means 74 ″ for controlling the regulating valve 72 ″ based on the output power / current of the inverter 5 that drives and controls the compressor 1.

このインバータ冷却装置によれば、圧縮機１を駆動制御するインバータ５の出力情報から、インバータ５（半導体素子５２）の発熱量を算出し、この発熱量に基づいて、調整弁７２”を制御し、バイパス管７１”に流通する液相の冷媒の流量を調整することで、結露を生じない所望の温度に半導体素子５２を冷却することが可能になる。   According to this inverter cooling device, the heat generation amount of the inverter 5 (semiconductor element 52) is calculated from the output information of the inverter 5 that controls the drive of the compressor 1, and the adjustment valve 72 ″ is controlled based on this heat generation amount. By adjusting the flow rate of the liquid phase refrigerant flowing through the bypass pipe 71 ″, the semiconductor element 52 can be cooled to a desired temperature without causing condensation.

また、実施の形態３のインバータ冷却装置では、半導体素子５２に熱伝達性を有した放熱部材５２ｂが設けられ、この放熱部材５２ｂにバイパス管７１”が配置されている（図３参照）。   In the inverter cooling apparatus of the third embodiment, the semiconductor element 52 is provided with a heat radiating member 52b having heat transfer properties, and a bypass pipe 71 ″ is disposed on the heat radiating member 52b (see FIG. 3).

このインバータ冷却装置によれば、バイパス管７１”に流通する液相の冷媒により、半導体素子５２の放熱部材５２ｂを直接冷却することで、冷却効率が向上するので、ファン８（図２参照）を不用にでき、インバータ５をさらに小型化することが可能になる。   According to this inverter cooling device, the cooling efficiency is improved by directly cooling the heat dissipating member 52b of the semiconductor element 52 by the liquid-phase refrigerant flowing in the bypass pipe 71 ″, so that the fan 8 (see FIG. 2) is installed. The inverter 5 can be further reduced in size.

また、実施の形態３の冷凍機では、上述のインバータ冷却装置を適用したことにより、インバータ５を含む冷凍機を小型化しつつ、半導体素子５２への結露の発生を防止することが可能になる。この結果、インバータ５の機能を損なわせる事態を防ぎ、安定した冷凍性能を得ることが可能になる。   Further, in the refrigerator of the third embodiment, by applying the above-described inverter cooling device, it is possible to prevent the condensation on the semiconductor element 52 from occurring while reducing the size of the refrigerator including the inverter 5. As a result, it is possible to prevent a situation in which the function of the inverter 5 is impaired and obtain stable refrigeration performance.

ところで、上述した実施の形態１〜実施の形態３では、バイパス管７１，７１’，７１”により、凝縮器２から蒸発器３に至る液相の冷媒をインバータ５の筐体５１内に流通させ、蒸発器３に送っている。その他、図６に示すように、バイパス管７１，７１’，７１”により、凝縮器２から蒸発器３に至る液相の冷媒をインバータ５の筐体５１内に流通させた後、中間冷却器４に送ってもよい。すなわち、インバータ５の筐体５１内に流通させた冷媒は、中間冷却器４に送られることで、減圧され、さらに一定の圧力差を保持されると共に、一部蒸発されて蒸発器３での潜熱が増大され、さらにまた気液分離されて気相の冷媒は圧縮機１へ送られ、液相の冷媒は蒸発器３へ送られることになる。   In the first to third embodiments described above, the liquid-phase refrigerant from the condenser 2 to the evaporator 3 is circulated in the casing 51 of the inverter 5 by the bypass pipes 71, 71 ′, 71 ″. In addition, as shown in FIG. 6, liquid phase refrigerant from the condenser 2 to the evaporator 3 is fed into the casing 51 of the inverter 5 by the bypass pipes 71, 71 ′, 71 ″. May be sent to the intercooler 4. That is, the refrigerant circulated in the casing 51 of the inverter 5 is sent to the intermediate cooler 4 to be depressurized, and further, a constant pressure difference is maintained and partly evaporated to reach the evaporator 3. The latent heat is increased, gas-liquid separation is performed again, and the gas-phase refrigerant is sent to the compressor 1, and the liquid-phase refrigerant is sent to the evaporator 3.

また、その他、図７に示すように、バイパス管７１，７１’，７１”により、中間冷却器４から蒸発器３に至る液相の冷媒をインバータ５の筐体５１内に流通させた後、蒸発器３に送ってもよい。すなわち、インバータ５の筐体５１内に流通される冷媒は、それ以前に中間冷却器４に送られることで、減圧され、さらに一定の圧力差を保持されると共に、一部蒸発されて蒸発器３での潜熱が増大されることになる。   In addition, as shown in FIG. 7, after the liquid phase refrigerant from the intermediate cooler 4 to the evaporator 3 is circulated in the casing 51 of the inverter 5 by the bypass pipes 71, 71 ′, 71 ″, You may send to the evaporator 3. That is, the refrigerant | coolant distribute | circulated in the housing | casing 51 of the inverter 5 is pressure-reduced by sending to the intermediate cooler 4 before that, and also a fixed pressure difference is hold | maintained. At the same time, it is partially evaporated and the latent heat in the evaporator 3 is increased.

以上のように、本発明に係るインバータ冷却装置およびインバータ冷却方法ならびに冷凍機は、冷凍機の小型化を図ると共に、インバータの半導体素子への結露の発生を防ぐことに適している。   As described above, the inverter cooling device, the inverter cooling method, and the refrigerator according to the present invention are suitable for reducing the size of the refrigerator and preventing the occurrence of condensation on the semiconductor element of the inverter.

１ 圧縮機
１１ 電動機
１２ 圧縮部
２ 凝縮器
２１ 冷却水配管
３ 蒸発器
３１ 冷却媒体配管
４ 中間冷却器
５ インバータ
５１ 筐体
５１ｃ 吸込口
５１ｄ 排気口
５２ 半導体素子
５２ａ 基板
５２ｂ 放熱部材
６ 循環経路
６ａ，６ｂ，６ｃ 冷媒配管
７１，７１’，７１” バイパス管
７２，７２’，７２” 調整弁
７２ａ，７２ａ’，７２ａ” アクチュエータ
７２ｂ，７２ｂ’，７２ｂ” 弁
７３，７３’ 筐体内温度検出手段
７４，７４’，７４” 制御手段
７５’ 筐体外温度検出手段
７６’ 筐体外湿度検出手段
８ ファン DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Compressor 11 Electric motor 12 Compressor 2 Condenser 21 Cooling water piping 3 Evaporator 31 Cooling medium piping 4 Intermediate cooling device 5 Inverter 51 Housing 51c Suction port 51d Exhaust port 52 Semiconductor element 52a Substrate 52b Heat radiation member 6 Circulation path 6a, 6b, 6c Refrigerant piping 71, 71 ', 71 "Bypass pipe 72, 72', 72" Adjusting valve 72a, 72a ', 72a "Actuator 72b, 72b', 72b" Valve 73, 73 'In-case temperature detection means 74, 74 ', 74 "Control means 75' Case outside temperature detection means 76 'Case outside humidity detection means 8 Fan

Claims (4)

冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機により圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器と、前記凝縮器により凝縮された冷媒を蒸発させる蒸発器と、前記圧縮機を駆動制御するインバータとを備えた冷凍機に係り、前記インバータを冷却するインバータ冷却装置において、
前記凝縮器と前記蒸発器とを連通する冷媒配管の途中で迂回し、かつ前記インバータの筐体内に配置されたバイパス管と、
前記バイパス管に設けられて前記バイパス管に流通する冷媒の流量を可変する調整弁と、
前記インバータの筐体内の温度、または前記インバータの筐体内に配置された半導体素子の温度を検出する筐体内温度検出手段と、
前記インバータの筐体外の温度を検出する筐体外温度検出手段と、
前記インバータの筐体外の湿度を検出する筐体外湿度検出手段と、
前記筐体内温度検出手段が検出した温度、前記筐体外温度検出手段が検出した温度、および前記筐体外湿度検出手段が検出した湿度に基づいて、前記調整弁を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とするインバータ冷却装置。 A compressor that compresses the refrigerant; a condenser that condenses the refrigerant compressed by the compressor; an evaporator that evaporates the refrigerant condensed by the condenser; and an inverter that drives and controls the compressor. In an inverter cooling apparatus that cools the inverter according to a refrigerator,
A bypass pipe that bypasses in the middle of a refrigerant pipe that communicates the condenser and the evaporator, and is disposed in the casing of the inverter;
An adjustment valve provided in the bypass pipe and configured to vary a flow rate of the refrigerant flowing through the bypass pipe;
A temperature inside the casing of the inverter, or a temperature detecting means in the casing for detecting a temperature of a semiconductor element disposed in the casing of the inverter;
An outside-case temperature detecting means for detecting a temperature outside the case of the inverter;
Outside-humidity detection means for detecting humidity outside the casing of the inverter;
Control means for controlling the regulating valve based on the temperature detected by the temperature detection means inside the casing, the temperature detected by the temperature detection means outside the casing, and the humidity detected by the humidity detection means outside the casing;
An inverter cooling device comprising: 前記半導体素子に熱伝達性を有した放熱部材が設けられ、前記放熱部材に前記バイパス管を配置したことを特徴とする請求項１に記載のインバータ冷却装置。   The inverter cooling device according to claim 1, wherein the semiconductor element is provided with a heat radiating member having heat transfer properties, and the bypass pipe is disposed on the heat radiating member. 冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機により圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器と、前記凝縮器により凝縮された冷媒を蒸発させる蒸発器と、前記圧縮機を駆動制御するインバータとを備えた冷却装置に係り、前記インバータを冷却するインバータ冷却方法において、
前記凝縮器から前記蒸発器に流通する冷媒の一部を、バイパス管を介して前記インバータの筐体内に導入させつつ、前記インバータの筐体内および筐体外の温度と、前記インバータの筐体外の湿度とを検出した結果に基づき、前記バイパス管に流通する冷媒の流量を調整することを特徴とする冷却装置のインバータ冷却方法。 A compressor that compresses the refrigerant; a condenser that condenses the refrigerant compressed by the compressor; an evaporator that evaporates the refrigerant condensed by the condenser; and an inverter that drives and controls the compressor. In an inverter cooling method according to a cooling device for cooling the inverter,
While introducing a part of the refrigerant flowing from the condenser to the evaporator into the inverter casing via a bypass pipe, the temperature inside and outside the inverter casing and the humidity outside the inverter casing An inverter cooling method for a cooling device, wherein the flow rate of the refrigerant flowing through the bypass pipe is adjusted based on the detection result. 冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機により圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器と、前記凝縮器により凝縮された冷媒を蒸発させる蒸発器と、前記圧縮機を駆動制御するインバータとを備えた冷凍機において、
前記インバータを冷却する態様で、請求項１または２に記載のインバータ冷却装置を適用したことを特徴とする冷凍機。 A compressor that compresses the refrigerant; a condenser that condenses the refrigerant compressed by the compressor; an evaporator that evaporates the refrigerant condensed by the condenser; and an inverter that drives and controls the compressor. In the refrigerator,
The refrigerator which applied the inverter cooling device of Claim 1 or 2 in the aspect which cools the said inverter.
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