JP2014153019A - ヒートポンプ機器の室外機 - Google Patents

Abstract

【課題】ヒートポンプ機器の室外機に配置された電装部品の冷却を、新規な工夫によりさらに効率良く行えるようにする。
【解決手段】ヒートポンプ機器の一例である空気調和機１は室外機１０と室内機３０を備える。室外機１０の内部には、圧縮機１２、アキュームレータ１２ａ、アキュームレータ防音筒２１、及び電装部品配置部２４が設けられる。電装部品配置部２４と室外側送風機１６の送風路１６Ｆとの間には連通部２５が形成される。室外側送風機１６を稼働すると、アキュームレータ防音筒２１の下部の外部空気吸入口２１ａに始まり、アキュームレータ防音筒２１の内部、電装部品配置部２４、及び連通部２５を経由して送風路１６Ｆの中の気流に合流する電装部品冷却気流が形成される。
【選択図】図６

Description

本発明はヒートポンプ機器の室外機に関する。

ヒートポンプ機器は家屋用の空気調和機やヒートポンプ給湯器として広く用いられている。ヒートポンプ機器が家屋用の空気調和機である場合には、屋外に室外機を配置し、屋内には室内機を配置し、家屋の外壁を通り抜ける冷媒配管で室外機と室内機を接続した、いわゆるセパレート型の空気調和機とするのが一般的である。

ヒートポンプ機器を運転するとそれに搭載されている電装部品が発熱する。故障無く運転を継続するためには電装部品を十分に冷却することが必要である。昨今のヒートポンプ機器はエネルギーを効率良く利用するためインバータ制御が採用されることが多いが、インバータ制御に用いられる電装部品は発熱量が大きいので、これに対しては冷却効率をさらに高める工夫が求められる。このような要請に応えるため、ヒートポンプ機器の分野ではこれまでにも様々な冷却システムが提案されている。その例をいくつか紹介する。

特許文献１には空気調和機の室外ユニットが記載されている。この室外ユニットでは、液冷媒が貯蔵され冷却されたアキュームレータの周囲を通ることにより冷却された外気を電気品室に導入し、電気品室内の高発熱体の電気品を冷却する。役目を終えた外気は送風機により外部に排出される。

特許文献２には空気調和機の室外ユニットが記載されている。この室外ユニットでは、圧縮機を備える機械室内に電気品を収納する箱体を設け、箱体からは放熱板を突出させている。放熱板はダクトによって覆われる。ダクトは機外と送風機室を連通していて、送風機室内のファンが駆動されると外気がダクトに吸い込まれ、放熱板から熱を奪う。

特許文献３には空気調和機の室外機が記載されている。この室外機では、電子部品を内部に有する電装部の下方部に吸入穴、上方部に通気穴を設け、通気穴には排気ダクトを接続し、排気ダクトの開口端を送風ファンが駆動した時の負圧領域まで延伸させることにより、送風ファン回転時により多くの空気が電装部に取り込まれるようになっている。

特許文献４にはインバータ冷却装置が記載されている。このインバータ冷却装置では、凝縮器と蒸発器を連通する冷媒配管の途中にバイパス管を設け、このバイパス管をインバータの筐体内に配置して、インバータの半導体素子を冷却している。

特許文献５には冷凍装置が記載されている。この冷却装置では、膨張弁と室外熱交換器の間に冷却用部材が設けられ、冷却用部材はインバータ装置のパワー素子を冷媒によって冷却する。

特許文献６には冷凍装置が記載されている。この冷却装置ではインバータ装置のパワー素子を冷却用部材が冷媒で冷却する。冷却用部材は、冷媒が流れる冷媒流路と、冷媒流路内の冷媒圧力によりパワー素子に向かって変形し、パワー素子と熱的に接触する変形部を含んでいる。

特許文献７には空気調和機が記載されている。この空気調和機では、制御部品を収容する制御ボックスに、冷媒との熱交換によって制御ボックス内の空気を冷却する冷却ユニットが設けられている。

特許文献８には空気調和機が記載されている。この空気調和機では、制御部品を収容する制御ボックスに、冷媒との熱交換によって制御ボックス内の空気を冷却する冷却ユニットと、制御ボックス内の空気を攪拌するファンが設けられている。

特許文献９には空気調和機が記載されている。この空気調和機では、制御部のプリント基板及びその上に配置されている電気部品を、プリント基板上に配置された放熱フィンで冷却する。放熱フィンは室外熱交換器に吸い込まれる前の空気の流れにさらされる。

特許文献１０には車両用空調装置が記載されている。この車両用空調装置では、エバポレータを設置した空気流路にバイパス路を形成し、このバイパス路を流れる空気流により、ヒートシンクに取り付けられたパワートランジスタを冷却している。

特開平５−６６０２８号公報 特許第４３０５９９９号公報 特開２０１２−１３７２２９号公報 特開２０１０−２６６１３２号公報 特開２００９−２９９９８７号公報 特開２０１１−１４１０５３号公報 特開２０１２−１２７５９０号公報 特開２０１２−１２７５９１号公報 特開２００１−１９３９６８号公報 特開２００４−３３８６７０号公報

本発明は、ヒートポンプ機器の室外機に配置された電装部品の冷却を、新規な工夫によりさらに効率良く行えるようにすることを目的とする。

本発明に係るヒートポンプ機器の室外機は、圧縮機、室外側熱交換器、及び室外側送風機を内蔵した室外機を備え、前記室外機の内部には、電装部品配置部と、前記圧縮機のアキュームレータと、前記アキュームレータを囲むアキュームレータ防音筒が設けられ、前記アキュームレータ防音筒の下部には外部空気吸入口が形成され、前記電装部品配置部と前記室外側送風機の送風路との間には連通部が形成され、前記室外側送風機の稼働時、前記外部空気吸入口に始まり、前記アキュームレータ防音筒の内部、前記電装部品配置部、及び前記連通部を経由して前記送風路中の気流に合流する電装部品冷却気流が形成されることを特徴としている。

この構成によると、アキュームレータをアキュームレータ防音筒が囲んでいることにより、アキュームレータに接触する空気が効率良く冷却される。その空気が電装部品配置部を経由して室外側送風機の送風路に引き込まれることにより、電装部品が効率的に冷却されるから、電装部品の発熱量が大であるインバータ制御のヒートポンプ機器であっても十分な冷却性能を確保することができる。

上記構成のヒートポンプ機器の室外機において、前記圧縮機を囲む圧縮機防音筒が設けられることが好ましい。

この構成によると、アキュームレータにより冷却される空気と圧縮機により加熱される空気が確実に分離され、アキュームレータによる空気冷却効果が損なわれない。

上記構成のヒートポンプ機器の室外機において、前記アキュームレータ防音筒の内面に空気流誘導用の溝が形成されていることが好ましい。

この構成によると、アキュームレータ外面とアキュームレータ防音筒内面の間に空気流路が確保され、電装部品冷却気流を確実に形成することができる。

本発明に係るヒートポンプ機器の室外機は、圧縮機、室外側熱交換器、及び室外側送風機を内蔵した室外機を備え、前記室外機の内部には、当該室外機内の冷媒配管の中で比較的低温の冷媒が流れる箇所を通過した冷却空気を電装部品の方に導く冷却空気流路が形成されていることが好ましい。

この構成によると、室外機内の冷媒配管の中で比較的低温の冷媒が流れる箇所を通過した空気が電装部品配置部を経由して室外側送風機の送風路に引き込まれることにより、電装部品が効率的に冷却されるから、電装部品の発熱量が大であるインバータ制御のヒートポンプ機器であっても十分な冷却性能を確保することができる。

上記構成のヒートポンプ機器の室外機において、当該ヒートポンプ機器の制御部は、前記電装部品の温度が所定レベルを上回ったときに冷却性能を上げる制御を行うことが好ましい。

この構成によると、電装部品が高温化してもそれを確実に冷却することができる。

上記構成のヒートポンプ機器の室外機において、当該ヒートポンプ機器の制御部は、室外気温が所定レベルを上回ったときに冷却性能を上げる制御を行うことが好ましい。

この構成によると、室外気温が高温化しても電装部品を確実に冷却することができる。

本発明に係るヒートポンプ機器の室外機は、圧縮機、室外側熱交換器、及び室外側送風機を内蔵した室外機を備え、前記室外側熱交換器からの冷媒を通す減圧部に電装部品を接触させたことを特徴としている。

この構成によると、冷媒配管を流れる低温冷媒が直接的に電装部品を冷却する形になるから、電装部品を効率良く冷却することができる。

本発明に係るヒートポンプ機器の室外機は、圧縮機、室外側熱交換器、及び室外側送風機を内蔵した室外機を備え、当該室外機内の流体であって、前記室外側熱交換器を流れる冷媒よりも低温の流体を、電装部品の冷却に利用することを特徴としている。

この構成によると、室外機内の流体の温度差を利用して、電装部品を効率良く冷却することができる。

本発明によると、室外機に発熱量大の電装部品が配置されているインバータ制御のヒートポンプ機器であっても、その電装部品を十分に冷却することができる。

本発明ヒートポンプ機器の第１実施形態に係る空気調和機の概略構成図で、冷房運転時の状態を示すものである。 第１実施形態に係る空気調和機の概略構成図で、暖房運転時の状態を示すものである。 第１実施形態に係る空気調和機の室外機の概略構成を示す水平断面図である。 第１実施形態に係る空気調和機の室外機の外観斜視図である。 第１実施形態に係る空気調和機の室外機の外観の一部を拡大して示す斜視図である。 第１実施形態に係る空気調和機の室外機の内部構造を示す斜視図である。 第１実施形態に係る空気調和機の室外機の内部構造の中で、図６において点線の円で囲まれた箇所を部分的に拡大して示す斜視図である。 第１実施形態に係る空気調和機の室外機に含まれる一部の構成要素の斜視図である。 第１実施形態に係る空気調和機の室外機に含まれる一部の構成要素の上面図である。 第１実施形態に係る空気調和機の室外機に含まれる一部の構成要素の異なる態様を示す上面図である。 本発明ヒートポンプ機器の第２実施形態に係る空気調和機の概略構成図で、冷房運転時の状態を示すものである。 本発明ヒートポンプ機器の第３実施形態に係る空気調和機の概略構成図で、冷房運転時の状態を示すものである。 第３実施形態に係る空気調和機に含まれるヒートシンクの断面図である。 第３実施形態に係る空気調和機に含まれるヒートシンクに対する冷媒配管の配管パターンの第１態様を示す図である。 第３実施形態に係る空気調和機に含まれるヒートシンクに対する冷媒配管の配管パターンの第２態様を示す図である。 本発明ヒートポンプ機器の第４実施形態に係る空気調和機の室外機の概略構成を示す水平断面図である。 本発明ヒートポンプ機器の第４実施形態に係る空気調和機の室外機の概略構成を示す水平断面図であって、図１６の構造の改良形態を示すものである。

＜第１実施形態＞
図１から図１０に基づき本発明の第１実施形態を説明する。第１実施形態として示すヒートポンプ機器はセパレート型の空気調和機である。図１に示す通り、空気調和機１は室外機１０と室内機３０により構成される。

室外機１０は、鋼板製部品と合成樹脂製部品により構成される筐体１１の内部に、圧縮機１２、切替弁１３、室外側熱交換器１４、膨張弁１５、室外側送風機１６などを収納している。切替弁１３は四方弁である。膨張弁１５には開度制御の可能なものが用いられる。図３に示す通り、室外側送風機１６はプロペラファン１６ａとモータ１６ｂの組み合わせからなる。室外側熱交換器１４としてはフィンアンドチューブ型熱交換器やパラレルフロー型熱交換器を用いることができる。

室外機１０は２本の冷媒配管１７、１８で室内機３０に接続される。冷媒配管１７は冷房運転時には液体冷媒が流れ、冷媒配管１８に比較して細い管が用いられている。そのため冷媒配管１７は「液管」「細管」などと称されることがある。冷媒配管１８には冷房運転時、気体冷媒が流れ、冷媒配管１７に比較して太い管が用いられている。そのため冷媒配管１８は「ガス管」「太管」などと称されることがある。冷媒には例えばＨＦＣ系のＲ４１０ＡやＲ３２等が用いられる。

室外機１０の内部の冷媒配管で、冷媒配管１７に接続される冷媒配管には二方弁１９が設けられ、冷媒配管１８に接続される冷媒配管には三方弁２０が設けられる。二方弁１９と三方弁２０は、室外機１０から冷媒配管１７、１８が取り外されるときに閉じられ、室外機１０から外部に冷媒が漏れることを防ぐ。室外機１０から、あるいは室内機３０を含めた冷凍サイクル全体から、冷媒を回収する必要があるときは、三方弁２０を通じて回収が行われる。

室外機１０の構造をより実体的に示すのが図３である。室外機１０の筐体１１は鋼板製であり、平面形状を示す図３では略矩形に描かれている。筐体１１は長辺側を正面１１Ｆ及び背面１１Ｂとし、短辺側を左側面１１Ｌ及び右側面１１Ｒとしている。正面１１Ｆには排気口１１Ｅが形成され、背面１１Ｂには背面吸気口１１ＢＳが形成され、左側面１１Ｌには側面吸気口１１ＬＳが形成される。排気口１１Ｅには図４に示す通り矩形の格子状グリルが取り付けられている。背面吸気口１１ＢＳと側面吸気口１１ＬＳは格子状の開口からなる。正面１１Ｆ、背面１１Ｂ、左側面１１Ｌ、右側面１１Ｒの４面の板金部材に、図４に示す天板１１Ｔと、図６に示す底板１１ＢＴが加わって、六面体形状の筐体１１が形成される。

筐体１１の六面の各々を１個ずつの部品が構成するという限定はない。１個の部品で構成される面もあれば、複数の部品で構成される面もあり得る。

筐体１１の内部には、背面吸気口１１ＢＳ及び側面吸気口１１ＬＳのすぐ内側に平面形状Ｌ字形の室外側熱交換器１４が配置される。室外側熱交換器１４と室外空気との間で強制的に熱交換を行わせるため、室外側熱交換器１４と排気口１１Ｅの間に室外側送風機１６が配置される。送風効率向上のため、筐体１１の正面１１Ｆの内面にはプロペラファン１６ａを囲むベルマウス１１ＢＭが取り付けられる。背面吸気口１１ＢＳ及び側面吸気口１１ＬＳから室外側熱交換器１４を経て室外側送風機１６に至り、室外側送風機１６よりベルマウス１１ＢＭと排気口１１Ｆを経て機外に吹き出す空気流路が室外側送風機１６の送風路１６Ｆとなる。

筐体１１の右側面１１Ｒの内側の空間は、背面吸気口１１ＢＳから排気口１１Ｅへと流れる空気流から隔壁１１Ｐで隔離されており、この隔離された空間が機械室１１Ｍとなる。機械室１１Ｍに圧縮機１２が収容される。圧縮機１２の吸入部には液体冷媒を貯蔵するアキュームレータ１２ａが設けられている。

室内機３０は、合成樹脂製部品により構成される筐体３１の内部に、室内側熱交換器３２、室内側送風機３３などを収納している。室内側熱交換器３２は、３個の熱交換器３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃを、室内側送風機３３を覆う屋根のように組み合わせたものである。室内側送風機３３はクロスフローファンとモータの組み合わせからなる。

図１は空気調和機１が冷房運転あるいは除霜運転を行っている状態を示す。この時圧縮機１２は冷房時循環、すなわち圧縮機１２から吐出された冷媒が先に室外側熱交換器１４に入る循環様式で冷媒を循環させる。

圧縮機１２から吐出された高温高圧の冷媒は室外側熱交換器１４に入り、そこで室外空気との熱交換が行われる。冷媒は室外空気に対し放熱を行い、凝縮する。凝縮して液状となった冷媒は室外側熱交換器１４から膨張弁１５に入り、そこで減圧される。減圧後の冷媒は室内側熱交換器３２に送られ、膨張して低温低圧となり、室内側熱交換器３２の表面温度を下げる。表面温度の下がった室内側熱交換器３２は室内空気から吸熱し、これにより室内空気は冷やされる。吸熱後、低温の気体状の冷媒はアキュームレータ１２ａを経て
圧縮機１２に戻る。アキュームレータ１２ａに入る冷媒は一部液化しており、その液体冷媒がアキュームレータ１２ａに貯蔵される。室外側送風機１６によって生成された気流が室外側熱交換器１４からの放熱を促進し、室内側送風機３３によって生成された気流が室内側熱交換器３２の吸熱を促進する。

図２は空気調和機１が暖房運転を行っている状態を示す。この時は切替弁１３が切り替えられて冷房運転時と冷媒の流れが逆になる。圧縮機１２は暖房時循環、すなわち圧縮機１２から吐出された冷媒が先に室内側熱交換器３２に入る循環様式で冷媒を循環させる。

圧縮機１２から吐出された高温高圧の冷媒は室内側熱交換器３２に入り、そこで室内空気との熱交換が行われる。冷媒は室内空気に対し放熱を行い、室内空気は暖められる。放熱し、凝縮して液状となった冷媒は室内側熱交換器３２から膨張弁１５に入り、そこで減圧される。減圧後の冷媒は室外側熱交換器１４に送られ、膨張して低温低圧となり、室外側熱交換器１４の表面温度を下げる。表面温度の下がった室外側熱交換器１４は室外空気から吸熱する。吸熱後、低温の気体状の冷媒はアキュームレータ１２ａを経て圧縮機１２に戻る。アキュームレータ１２ａに入る冷媒は一部液化しており、その液体冷媒がアキュームレータ１２ａに貯蔵される。室内側送風機３３によって生成された気流が室内側熱交換器３２からの放熱を促進し、室外側送風機１６によって生成された気流が室外側熱交換器１４による吸熱を促進する。

アキュームレータ１２ａは低温の液体冷媒を貯蔵するので表面温度が低く、接触する空気を冷却する力がある。アキュームレータ１２ａにより冷却された空気で電装部品を冷却するという点で、第１実施形態は特許文献１と軌を一にするものであるが、第１実施形態にあっては冷却効果を高めるためにさらに次のような工夫が施されている。

圧縮機１２は軸線を垂直にして配置されるものであり、アキュームレータ１２ａも軸線を垂直にして配置される。図６に示す通り、アキュームレータ１２ａはアキュームレータ防音筒２１で囲まれる。アキュームレータ防音筒２１はアキュームレータ１２ａの下端から上端まで、アキュームレータ１２ａをその全長にわたって囲む。高温になる圧縮機１２に対してもそれを囲む圧縮機防音筒２２が設けられる。アキュームレータ防音筒２１と圧縮機防音筒２２は合成樹脂の発泡体などにより構成される。圧縮機防音筒２２は平面形状円形であるが、アキュームレータ防音筒２１は平面形状Ｕ字形であって、Ｕの字の開いた箇所を圧縮機防音筒２２の側面に密着させている。なお、ここで「防音筒」とは、アキュームレータ１２ａまたは圧縮機１２を何らかの形で囲む部材であって、それが存在することにより些かなりとも防音効果がもたらされる部材全てを指すものとする。

アキュームレータ防音筒２１はアキュームレータ１２ａの本体部分のみならずアキュームレータ１２ａの上端に接続されてアキュームレータ１２ａに液体冷媒を流入させる冷媒配管の一部と、アキュームレータ１２ａの下端と圧縮機１２を連結する連結管部も囲い込む。アキュームレータ防音筒２１の下端は筐体１１の底板１１ＢＴに接する。

筐体１１の右側面１１Ｒの下部には、図４及び図５に示す通り、水平なスリットを複数個垂直方向に並べた形の通風口１１Ｒａが形成されている。これに対応してアキュームレータ防音筒２１の下端には、通風口１１Ｒａの方を向く箇所に矩形の外部空気吸入口２１ａが形成されている。通風口１１Ｒａと外部空気吸入口２１ａは底板１１ＢＴの上面に固定されるダクト２３を介して接続される。

アキュームレータ防音筒２１の上端は機械室１１Ｍの内部に向かって開口する。アキュームレータ防音筒２１の上方には電装部品配置部２４（図６参照）が存在する。電装部品配置部２４は板金製の電装部品ボックスとして構成され、その内部と外面とに空気調和機１の制御部を構成する電装部品が取り付けられている。

電装部品配置部２４と室外側送風機１６の送風路１６Ｆの間には連通部２５が設けられる。第１実施形態では、電装部品配置部２４の上に配置されたダクト（図６参照）が連通部２５となる。連通部２５は機械室１１Ｍの内部に対する開口部と送風路１６Ｆに対する開口部を備える。

空気調和機１を運転するとアキュームレータ１２ａに液体冷媒が流入する。冷房運転時も暖房運転時も、アキュームレータ１２ａに流入する液体冷媒は低温であり、アキュームレータ１２ａの表面温度は低い。空気調和機１の運転時には室外側送風機１６が稼働され、送風路１６Ｆを流れる気流が生じる。この気流は連通部２５より機械室１１Ｍの内部の空気を引き込む。するとアキュームレータ防音筒２１の内部の空気が機械室１１Ｍの内部に引き込まれる。これにより、外部空気吸入口２１ａはダクト２３を介して通風口１１Ｒａに吸引力を及ぼし、外部空気吸入口２１ａに始まり、アキュームレータ防音筒２１の内部、電装部品配置部２４、及び連通部２５を経由して送風路１６Ｆ中の気流に合流する電装部品冷却気流が形成される。アキュームレータ防音筒２１の上端から出てくる電装部品冷却気流はアキュームレータ１２ａにより冷却されているから、電装部品配置部２４に配置された電装部品を効率良く冷却することができる。

特許文献１に記載された構成では、アキュームレータは漠然と周囲の空気を冷却するのみであった。これに対し実施形態１の構成では、アキュームレータ１２ａをその全長にわたって囲むアキュームレータ防音筒２１の内部に、下端の外部空気吸入口２１ａから上端の開口部に至る気流が形成され、その気流に含まれる空気はアキュームレータ１２ａの全長に接触しつつ上昇するから、空気の冷却効率が格段に高まり、電装部品配置部２４にインバータ制御用の電装部品が配置されていたとしても、それを十分に冷却できる電装部品冷却気流を形成することができる。また、アキュームレータ防音筒２１という防音を主たる目的とする構成要素に気流誘導の機能を兼用させるものであるから、徒に構成要素の数を増やさなくて済む。

高温部となる圧縮機１２も圧縮機防音筒２２で囲まれているから、アキュームレータ１２ａにより冷却される空気と圧縮機１２により加熱される空気が確実に分離され、アキュームレータ１２ａによる空気冷却効果が損なわれない。

アキュームレータ１２ａとアキュームレータ防音筒２１との間に、四方弁である切替弁１３からアキュームレータ１２ａへ連結される冷媒配管を挟み込んでもよい。このようにすれば、冷媒配管によりアキュームレータ１２ａとアキュームレータ防音筒２１との間に隙間を確保でき、空気を流れやすくすることができる。また、この冷媒配管を、アキュームレータ１２ａの側面の中でも圧縮機１２の方を向く面でなく、圧縮機１２とは反対側の広い空間を向く面に配置すれば、圧縮機１２から遠い部分に空気の通り道が確保されることになり、そこを通る空気は圧縮機１２の熱の影響を受けにくくなるから、さらに冷却力が高まる。

図１０に示すのはアキュームレータ防音筒２１の変形構造である。このアキュームレータ防音筒２１は内面に空気流誘導用の溝２１ｂを備える。溝２１ｂはアキュームレータ防音筒２１の全長にわたり垂直方向に延びるものであり、複数本が所定間隔で形成されている。溝２１ｂが存在することにより、アキュームレータ１２ａの外面にアキュームレータ防音筒２１の内面が接触していたとしても空気の通り道が確保されるから、電装部品冷却気流を確実に形成することができる。前述の通り、また図に示す通り、アキュームレータ防音筒２１は平面形状Ｕ字形であって、Ｕの字の開いた箇所が圧縮機防音筒２２の側面に接している構成なので、アキュームレータ防音筒２１の内面に溝２１ｂを形成することは必然的に圧縮機１２から遠い部分に空気の通り道を確保することとなり、そこを通る空気は圧縮機１２の熱の影響を受けにくくなるから、さらに冷却力が高まる。

溝２１ｂは斜め方向に延びていてもよく、螺旋状にねじられた形状であってもよい。このように構成すれば溝２１ｂを通る空気がアキュームレータ１２ａに接触する距離が長くなり、空気はより効果的に冷却される。

＜第２実施形態＞
図１１に基づき本発明の第２実施形態を説明する。第２実施形態として示すヒートポンプ機器もセパレート型の空気調和機である。なお第２実施形態において、第１実施形態と機能的に共通する構成要素には第１実施形態の説明で用いたのと同じ符号を付し、説明は省略する。第３実施形態以下の実施形態においても同様とする。

第２実施形態では、室外機１０内の冷媒配管の中で比較的低温の冷媒が流れる箇所、すなわち低温部を通過した冷却空気を電装部品の方に導く冷却空気流路２６が形成されている。電装部品ボックスを兼ねるダクトが冷却空気流路２６となる。

冷却空気流路２６の入口２６ａは、冷媒配管１７に接続される冷媒配管の中で、二方弁１９の近傍の部分に臨む。冷媒配管のこの部分には符号２７が付され、冷媒配管２７と命名されている。冷媒配管２７が低温部となる。冷媒配管２７は蛇行形状とされており、空気接触面積の増大が図られている。冷却空気流路２６の出口２６ｂは室外側送風機１６の送風路１６Ｆに開口している。冷却空気流路２６の内部にはインバータ制御用電装部品を取り付けたヒートシンク２８やその他の電装部品が配置されている。

冷房運転時に冷媒配管２７を流れるのは室外側熱交換器１４で放熱を行った後の冷媒であり、比較的低温である。暖房運転時に冷媒配管２７を流れるのは室内側熱交換器３２で放熱を行った後の冷媒であり、比較的低温である。室外側送風機１６が稼働されると送風路１６Ｆを流れる気流により冷却空気流路２６の内部の空気が吸い出される。これにより、冷媒配管２７の外側を通って冷却空気流路２６に流れ込む気流が生じる。冷媒配管２７の外側を通った気流は冷却空気流であり、ヒートシンク２８やその他の電装部品を効果的に冷却する。

第２実施形態の空気調和機１の制御部は、電装部品の温度が所定レベルを上回ったとき、例えばヒートシンク２８の温度が７０℃を上回ったとき（「７０℃」という具体的数値は単なる例示であり、発明を限定するものではない）に空気調和機１の冷却性能を上げる制御を行う。この制御は以下の「ケース１」「ケース２」に記載されているように遂行される。なお「ケース１」「ケース２」の背景には、圧縮機１２が発生する圧力は上限までまだ余裕があるが、電装部品の温度が所定レベルまで上昇していないので圧縮機１２の回転数が抑えられている、という事象が存在する。

（ケース１）
ケース１は、二方弁１９近傍の構成要素、すなわち二方弁１９と冷媒配管２７が低温部の主体となる場合である。ケース１の制御ステップ１では通常時よりも膨張弁１５を絞る。膨張弁１５の絞り加減は過熱度が進みすぎない程度とする。このようにすると流れる冷媒量が減るため二方弁１９の近傍でも蒸発が起きやすくなり、二方弁１９の近傍の温度が低下する。これにより冷却性能が上がる。これでもヒートシンク２８の温度が下がらない場合は制御ステップ２に進む。

制御ステップ２に進んだ場合は、室内側送風機３３の回転数が下げられる。すると室内側熱交換器３２で液体冷媒が蒸発しにくくなるため蒸発圧力が下がる。これにより二方弁１９の近傍で液体冷媒が蒸発しやすくなり、二方弁１９の近傍の温度が低下する。これにより冷却性能が上がる。

（ケース２）
ケース２は、二方弁１９近傍の構成要素のみならず、三方弁２０や圧縮機１２の吸入部の配管なども低温部に含まれる場合である。ケース２の制御ステップ１では室内側送風機３３の回転数が下げられる。すると室内側熱交換器３２で液体冷媒が蒸発しにくくなるため蒸発圧力が下がる。これにより二方弁１９の近傍で液体冷媒が蒸発しやすくなり、二方弁１９の近傍の温度が低下し、冷却性能が上がる。これでもヒートシンク２８の温度が下がらない場合は制御ステップ２に進む。

制御ステップ２に進んだ場合、圧縮機１２の吸入部の配管の温度が規定値よりも高ければ、通常時よりも膨張弁１５の開度を大きくする。膨張弁１５の開度は圧縮機１２の吸入温度が下がりすぎない程度とする。すると冷媒の中に液体冷媒が増え、液体冷媒が三方弁２０まで到達する。これにより三方弁２０及び圧縮機１２の吸入部の温度が下がり、冷却性能が上がる。

「ケース１」「ケース２」のいずれにおいても、蒸発温度が下がりすぎることによる液体冷媒の逆行を防ぐため、圧縮機１２の吸入部の配管に取り付けた温度センサによって吸入部の温度をモニタリングし、低温部の温度が下がりすぎた場合には低温部の温度を上げる制御（例えば室内側送風機３３の回転を上げる制御）を行い、信頼性を確保する。

上記制御を行うことにより、電装部品が高温化してもそれを確実に冷却することができる。

第２実施形態の空気調和機１には以下に説明する変形例１〜３が用意されている。変形例１では、制御部は室外気温が所定レベルを上回ったとき、例えば５０℃を上回ったとき（「５０℃」という具体的数値は単なる例示であり、発明を限定するものではない）に空気調和機１の冷却性能を上げる制御を行う。この制御は電装部品の温度が所定レベルを上回ったときと同様に遂行される。

上記制御を行うことにより、室外気温が高温化しても電装部品を確実に冷却することができる。

第２実施形態の空気調和機１の変形例２では、制御部は空気調和機１に流れる電流が所定レベルに達していないとき、例えば１０Ａ未満であるとき（「１０Ａ」という具体的数値は単なる例示であり、発明を限定するものではない）に空気調和機１の冷却性能を上げる制御を行う。この制御は電装部品の温度が所定レベルを上回ったときと同様に遂行される。

第２実施形態の空気調和機１の変形例３では、制御部は、電装部品の温度が所定レベルを上回る、室外気温が所定レベルを上回る、空気調和機１に流れる電流が所定レベルに達しない、の３条件の中で少なくとも一つが満たされたときに、空気調和機１の冷却性能を上げる制御を行う。この制御は電装部品の温度が所定レベルを上回ったときと同様に遂行される。

＜第３実施形態＞
図１２から図１５に基づき本発明の第３実施形態を説明する。第３実施形態として示すヒートポンプ機器もセパレート型の空気調和機である。第３実施形態では、室外側熱交換器１４からの冷媒を通す減圧部に電装部品を接触させた点が特徴となっている。減圧部は低温部となり、電装部品は効率良く冷却される。

室外側熱交換器１４と二方弁１９の間に減圧部４０が配置される。減圧部４０は毛細管（キャピラリーチューブ）により構成される。減圧部４０と電装部品の接触は、ヒートシンク４１に電装部品を取り付け、このヒートシンク４１に毛細管からなる減圧部４０を接触させる、という形で行われる。減圧部を毛細管で構成する場合、通常は毛細管をコイル状に巻くが、そのようにしないで、長く伸ばしてヒートシンク４１に届かせることにより、毛細管以外の配管部分を少なくすることができ、部品コストを低減できる。

ヒートシンク４１はアルミニウムの押出成型品からなる通常形式のものであり、図１３に示す通り、表面には多数の放熱フィン４１ａが形成されている。毛細管からなる減圧部４０はヒートシンク４１の裏面に接触せしめられる。減圧部４０の毛細管は、図１４に示すようにジグザグ往復としたり、図１５に示すようにループを描くなどして、ヒートシンク４１との接触面積が増大するように引き回されている。毛細管は曲げやすいので、図１４や図１５のようなパターンを容易に描くことができる。

ヒートシンク４１の裏面には減圧部４０の引き回し形状に従って溝４１ｂが彫り込まれ、その溝４１ｂの中に毛細管が収められている。これにより減圧部４０とヒートシンク４１の間の伝熱面積が増すとともに、毛細管自体も他の物体が接触しないように保護される。

また、第３実施形態の変形例として、ヒートシンク４１の表面の放熱フィン４１ａの間に毛細管を通すようにしてもよい。

＜第４実施形態＞
図１６に基づき本発明の第４実施形態を説明する。第４実施形態として示すヒートポンプ機器もセパレート型の空気調和機である。第４実施形態では、室外機１０内の流体であって、室外側熱交換器１４を流れる冷媒よりも低温の流体を、電装部品の冷却に利用することが特徴となっている。

第４実施形態では、機械室１１Ｍの内部に電装部品ボックス４２が配置されている。電装部品ボックスの内部に配置される電装部品の中で、特に発熱量の大きいものにはヒートシンク４３が取り付けられる。ヒートシンク４３は隔壁１１Ｐを通り抜けて室外側送風機１６の送風路１６Ｆに突き出す。

室外側送風機１６はこれまでの実施形態と逆方向に送風する。そのため、正面１１Ｆにおいて排気口１１Ｅであった箇所が吸気口１１Ｓとなり、背面１１Ｂにおいて背面吸気口１１ＢＳであった箇所が背面排気口１１ＢＥとなり、左側面１１Ｌにおいて側面吸気口１１ＬＳであった箇所が側面排気口１１ＬＥとなっている。吸気口１１Ｓの傍らには外気温センサ４４が配置されている。

空気調和機を運転すると、室外側送風機１６が吸気口１１Ｓを通じて機外の空気を室外機１０の内部に引き込む。その空気は室外側１６に吸い込まれた後、背面方向に吹き出され、室外側熱交換器１４との間で熱交換を行う。その後、空気は背面排気口１１ＢＥまたは側面排気口１１ＬＥから機外に吹き出される。吸気口１１Ｓに吸い込まれる空気の温度を外気温センサ４４が測定する。外気温センサ４４は室外側熱交換器１４の熱の影響を受けないから、外気温を正確に測定することができる。

吸気口１１Ｓから室外機１０に吸い込まれた空気は室外側熱交換器１４を流れる冷媒よりも低温の流体である。その空気がヒートシンク４３を吹き抜けて行くことにより、ヒートシンク４３に取り付けられた電装部品は速やかに冷却される。このように、室外機１０の内部の流体の温度差を利用して、電装部品を効率良く冷却することができる。

図１７に示すのは図１６の構成に改良を加えた構成例である。その改良点とは、室外側送風機１６のプロペラファン１６ａとヒートシンク４３の間にルーバー状の風向板４５を配置し、風向板４５を通る気流がヒートシンク４３の方に向かうようにした点である。これにより、ヒートシンク４３から多くの熱が奪われ、ヒートシンク４３に取り付けられた電装部品が一層効率的に冷却される。

＜その他＞
ヒートポンプ機器はヒートポンプ式給湯器であってもよい。ヒートポンプ式給湯器の場合、全体が室外機ということになる。また、第１実施形態から第４実施形態までの構造は、矛盾をきたさない限りにおいてそれらのいくつかあるいは全てを組み合わせて実施することが可能である。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。

本発明はセパレート型空気調和機やヒートポンプ式給湯器などのヒートポンプ機器の室外機に広く利用可能である。

１ 空気調和機
１０ 室外機
１１ 筐体
１２ 圧縮機
１２ａ アキュームレータ
１４ 室外側熱交換器
１６ 室外側送風機
１６Ｆ 送風路
２１ アキュームレータ防音筒
２１ａ 室外空気吸入口
２１ｂ 溝
２２ 圧縮機防音筒
２４ 電装部品配置部
２５ 連通部
２６ 冷却空気流路
３０ 室内機
３１ 筐体
３２ 室内側熱交換器
３３ 室内側送風機
４０ 減圧部
４１ ヒートシンク
４２ 電装部品ボックス
４３ ヒートシンク

Claims (8)

1. 圧縮機、室外側熱交換器、及び室外側送風機を内蔵した室外機を備え、
   前記室外機の内部には、電装部品配置部と、前記圧縮機のアキュームレータと、前記アキュームレータを囲むアキュームレータ防音筒が設けられ、
   前記アキュームレータ防音筒の下部には外部空気吸入口が形成され、
   前記電装部品配置部と前記室外側送風機の送風路との間には連通部が形成され、
   前記室外側送風機の稼働時、前記外部空気吸入口に始まり、前記アキュームレータ防音筒の内部、前記電装部品配置部、及び前記連通部を経由して前記送風路中の気流に合流する電装部品冷却気流が形成されることを特徴とするヒートポンプ機器の室外機。
2. 前記圧縮機を囲む圧縮機防音筒が設けられることを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ機器の室外機。
3. 前記アキュームレータ防音筒の内面に空気流誘導用の溝が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のヒートポンプ機器の室外機。
4. 圧縮機、室外側熱交換器、及び室外側送風機を内蔵した室外機を備え、
   前記室外機の内部には、当該室外機内の冷媒配管の中で比較的低温の冷媒が流れる箇所を通過した冷却空気を電装部品の方に導く冷却空気流路が形成されていることを特徴とするヒートポンプ機器の室外機。
5. 当該ヒートポンプ機器の制御部は、前記電装部品の温度が所定レベルを上回ったときに冷却性能を上げる制御を行うことを特徴とする請求項４に記載のヒートポンプ機器の室外機。
6. 当該ヒートポンプ機器の制御部は、室外気温が所定レベルを上回ったときに冷却性能を上げる制御を行うことを特徴とする請求項４に記載のヒートポンプ機器の室外機。
7. 圧縮機、室外側熱交換器、及び室外側送風機を内蔵した室外機を備え、
   前記室外側熱交換器からの冷媒を通す減圧部に電装部品を接触させたことを特徴とするヒートポンプ機器の室外機。
8. 圧縮機、室外側熱交換器、及び室外側送風機を内蔵した室外機を備え、
   当該室外機内の流体であって、前記室外側熱交換器を流れる冷媒よりも低温の流体を、電装部品の冷却に利用することを特徴とするヒートポンプ機器の室外機。