JP2015040679A - 空気調和機の室外機における機械室内の冷却構造 - Google Patents

Abstract

【課題】空気調和機の室外機の構造を複雑にせず、機械室に雨水などの水滴が入らないようにし、機械室内の冷却をおこなうことができる冷却構造を提供する。【解決手段】機械室内の冷却構造１０は、ケーシング１４に形成された第１開口３２、固定板１８に形成された第２開口３４を備える。第１開口３２はケーシング１４の機械室２０の部分に形成されている。第２開口３４は機械室２０の空気をファン室２２に排気するための開口である。ファン室２２における第２開口３４の付近では、ファン２６の回転によって負圧が生じる。この負圧によって機械室２０の空気を第２開口３４を介してファン室２２に吸引できる。外気が第１開口３２、機械室２０、第２開口３４を通ってファン室２２に吸引される。【選択図】図１

Description

本発明は、空気調和機の室外機における機械室内の冷却構造に関するものである。

従来、図９に示すように空気調和機５０は室内機５２、室外機５４、室内機５２と室外機５４に接続される冷媒配管５６および制御用配線を備える。図１０に示すように室外機５４は、室外機５４のケーシング１４の中に電装品ユニット２４、圧縮機（図示せず）、ファン２６、熱交換器２８および種々の配管などが収納されている。

室外機５４のケーシング１４の内部空間は仕切り板１６と熱交換器２８の固定板１８によって、機械室２０とファン室２２に区割りされている。なお、仕切り板１６と固定板１８は一つの部材から構成されていても良い。ファン室２２にはファン２６や熱交換器２８が収納されており、機械室２０には電装品ユニット２４、圧縮機、配管などが収納されている。

電装品ユニット２４は、パワーデバイス（ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）などの高発熱素子）を含む電子部品をプリント基板に実装し、電装品箱に収納したものである。電子部品によってインバータ回路などが構成されており、その回路によって圧縮機の回転が制御されたりする。

電子部品などは駆動時に発熱するため、冷却する必要がある。そのため、室外機５４のケーシング１４と仕切板１６には開口５８、６０が設けられている。ファン２６が回転することによって開口６０の付近に負圧が発生し、機械室２０の空気がファン室２２に吸引され、さらに外気が機械室２０に吸引される。この空気の流れによって、機械室２０内の空気温度が下がり、電子部品が冷却される。

しかし、開口６０から機械室２０に雨水が浸入するおそれがある。特に台風などの時は、雨水の付いたファン２６が強風によって逆回転し、機械室２０内に雨水が入り込む場合がある。下記の特許文献のように開口６０をラビリンス構造にしたり防水カバーを設けたりし、機械室２０の電装品ユニット２４に雨水がかからないようにする必要がある。しかし、ラビリンス構造などによって機械室２０の構造が複雑になり、コストアップになる。

特開２００９−１４４９９５号公報 特開２０１０−１６９３９３号公報

本発明は、空気調和機の室外機の構造を複雑にせず、機械室に雨水などの水滴が入らないようにし、機械室内の冷却をおこなうことができる冷却構造を提供することを目的とする。

空気調和機の室外機は、仕切板と熱交換器の固定板とによってケーシング内がファン室と機械室に分けられ、ファン室にファンを配置し、機械室に電装品ユニットを配置する。空気調和機の室外機における機械室内の冷却構造は、第１開口と第２開口を備える。第１開口はケーシングの機械室の部分にもうけられ、第２開口は固定板に設けられる。第２開口は電装品ユニットの下端よりも上方に設けられる。ファンが回転したときの負圧によって、第２開口を通って機械室からファン室に空気が排出される。この空気の排出によって、第１開口から外気が機械室に吸引される。

仕切り板と固定板とが接続されており、仕切り板または固定板がこの接続部分から機械室に延長されている。この機械室に延長された延長部によって、第２開口から機械室に入り込む水滴が電装品ユニットにかからないようにする。

延長部の上部に切り欠きまたは第３開口が設けられており、第２開口が切り欠きまたは第３開口よりも下方に配置されるようにする。切り欠きまたは第３開口を介して第２開口に機械室の空気を導き、水滴は延長部によって電装品ユニットにかからないようにする。

電装品ユニットは、電装品箱を備えず、プリント基板に電子部品を実装した状態で機械室に配置されても良い。電装品箱にプリント基板などを収納しない。

電装品ユニットが第１開口から第２開口までの空気の流路内に配置される。電装品ユニットで暖められた空気が移動し、電装品ユニットの冷却をおこなう。

本発明は、電装品ユニットの下端よりも上方に第２開口を設けたことによって、第２開口から暖められた空気を機械室からファン室に排出することができる。この排出によって第１開口から機械室に外気を吸引することができ、機械室を冷却することができ、電装品ユニットを冷却することができる。

仕切り板または固定板から機械室に延長部を設けることによって、電装品ユニットに水滴が付着することを防止できる。延長部に切り欠きまたは第３開口を設けた場合、第２開口を切り欠きまたは第３開口よりも下方にすることによって、機械室へ水滴が入るのを防止できる。電装品ユニットに水滴がかからないため、電装品ユニットの電装品箱を省略することができる。

本発明の空気調和機の室外機における冷却構造を示す図であり、（ａ）は室外機の断面図、（ｂ）は第２開口付近の拡大図である。 機械室側から仕切り板と固定板を見た場合の電装品ユニット、第１開口および第２開口の位置関係を示す図である。 電装品ユニットの下端よりも第２開口を上方に形成した図である。 延長部を直線状にした図である。 延長部を曲げ加工した図であり、（ａ）はコ字形状にした図であり、（ｂ）は半円状にした図である。 図５の延長部において切り欠きを設けた図である。 図５の延長部において第３開口を設けた図である。 固定板を曲げ加工して延長部にした図である。 空気調和機の構成を示す図である。 従来の空気調和機の室外機の断面図である。

本発明の空気調和機の室外機における機械室内の冷却構造について図面を用いて説明する。複数の実施例を用いて本発明の冷却構造を説明するが、先ず各実施例で共通の空気調和機の室外機の構成について説明する。

図１および図２に示す空気調和機の室外機１２は、ケーシング１４内に仕切り板１６と固定板１８を備える。この仕切り板１６と固定板１８によって、ケーシング１４内は機械室２０とファン室２２に区割りされている。仕切り板１６と固定板１８はケーシング１４の内部空間の底部から上部まである板であり、ケーシング１４を機械室２０とファン室２２に完全に分割している。仕切り板１６と固定板１８は、ケーシング１４と同じ材料で構成しても良いし、異なっていても良い。仕切り板１６と固定板１８の板厚なども限定されない。

ケーシング１４の内壁に仕切り板１６の一端部分および固定板１８の一端部分が固定される。また、固定板１８の他端部分が仕切り板１６に固定される。固定はねじ止めや溶接によっておこなう。仕切り板１６における固定板１８の他端部分が固定される部分は、仕切り板１６の他端部分よりも少し中心側の位置である。なお、仕切り板１６の他端部分は、後述する延長部３６ａになる。

機械室２０には、電装品ユニット２４や圧縮機（図示せず）などが収納され、ファン室２２にはファン２６および熱交換器２８が収納される。また、種々の配管や配線などがケーシング１４内に収納される。

電装品ユニット２４は、金属製の電装品箱、その電装品箱に収納され、プリント基板に電子部品を実装した電気回路を備える。電子部品は高発熱のパワーデバイス（ＩＧＢＴなどの高発熱素子）を含み、インバータ回路などを構成する。この回路によって圧縮機の回転を制御したりする。電装品箱に小径の開口を複数設けて、電装品箱の中の空気が入れ換えられるようにする。電子部品が高発熱になるため、機械室２０の空気温度を下げ、電子部品を冷却する。冷媒の通過する配管２９の一部に冷媒ジャケットを取り付け、さらに冷媒ジャケットにパワーデバイスに取り付けても良い。パワーデバイスを冷媒冷却する。

熱交換器２８は、冷媒の通過する配管２９や冷却フィン３０を備える。熱交換器２８の配管２９におけるＵ字状になった折り返し部分が固定板１８で固定される。配管２９の折り返し部分や圧縮機に繋がる部分は機械室２０に入る。ファン２６と熱交換器２８が対向しており、ファン２６の回転によって発生した風が熱交換器２８を通過し、配管２９を通る冷媒を冷却する。

図１と図２に示す本発明の機械室内の冷却構造１０は、ケーシング１４に形成された第１開口３２、固定板１８に形成された第２開口３４を備える。第１開口３２はケーシング１４の機械室２０の部分に形成されている。第２開口３４は固定板１８の配管２９の無い部分に形成されている。

第１開口３２は外気を機械室２０に吸入するための開口である。第２開口３４は機械室２０の空気をファン室２２に排気するための開口である。ファン室２２における第２開口３４の付近では、ファン２６の回転によって負圧が生じる。この負圧によって機械室２０の空気を第２開口３４を介してファン室２２に吸引できる。外気が第１開口３２、機械室２０、第２開口３４を通ってファン室２２に吸引される。第１開口３２および第２開口３４は通風のための開口である。空気の流れによって電装品ユニット２４によって暖められた空気を機械室２０から排気し、電装品ユニット２４を冷却する。ケーシング１４の外壁における第１開口３２の部分にフードを設け、第１開口３２から雨水が入り込まないようにしても良い。

図２に示すように、第２開口３４は、電装品ユニット２４の上端よりも上方に設けられる。電子部品の発熱によって温度上昇した空気がケーシング１４内の上部に上昇し、第２開口３４から排気される。第２開口３４の数は限定されず、複数であっても良い。図２では、複数の第２開口３４が鉛直方向に並べられており、全ての第２開口３４が上記条件を満たすようになっている。

なお、図３のように電装品ユニット２４の下端よりも上方に第２開口３４を設けても良い。暖められた空気は上昇するが、一部がファン２６の回転によって生じる負圧によって第２開口３４から排気される。

また、電装品ユニット２４の下端よりも下方に第１開口３２を設けられている。上記のように第２開口３４が電装品ユニット２４の下端よりも上方に配置され、第１開口３２が電装品ユニット２４の下端よりも下方に配置されているため、電装品ユニット２４に風（吸入された空気の流れ）が当たるようになっている。すなわち、図２や図３では符号Ａの矢印で示すように空気が流れており、機械室２０内の空気の流路に電装品ユニット２４が配置されている。暖められた空気が電装品ユニット２４の周囲から取り除かれ、電装品ユニット２４を冷却できる。

上記空気の流路は、第１開口３２から第２開口３４まで直線的に形成されず、機械室２０に収納される圧縮機、配管２９および配線などの装置によって折れ曲がったり分岐されていても良い。この空気の流路の途中に電装品ユニット２４を配置する。

図１（ｂ）に示すように、仕切り板１６の他端部分が機械室２０に延長されている。この機械室２０に延長された部分を延長部３６ａとする。延長部３６ａが第２開口３４と電装品ユニット２４との間に配置され、第２開口３４から機械室２０に水滴が入った場合に、延長部３６ａが電装品ユニット２４への防水の役目を有する。

延長部３６ａを曲げ加工し、延長部３６ａの一部を固定板１８と対向させる。延長部３６ａが対向できる場所に第２開口３４を設ける。延長部３６ａがＬ字形状になっており、第２開口３４から機械室２０に水滴が入っても曲げ加工した部分に当たり、確実に電装品ユニット２４へ水滴が到達しないようになっている。また、曲げ加工したときに延長部３６ａの先端が電装品ユニット２４の逆方向を向いており、水滴がはねても電装品ユニット２４へ到達しない。電装品ユニット２４によって暖められた空気は、曲げ加工された部分を回り込むようにして第２開口３４に導かれる。

以上のように、本発明は仕切板１６に延長部３６ａを設けることにより、機械室２０の電装品ユニット２４に水滴がかかることを防止できる。仕切り板１６の延長部３６ａは新たな部品を取り付けた物ではなく、複雑な構造にはなっていない。また、第２開口３４の位置を上記のようにすることによって、暖められた空気を排気して機械室２０を冷却しやすくしており、電装品ユニット２４の冷却効率を高めることができる。ファン２６に対して仕切り板１６よりも遠方にある固定板１８に第２開口を設けることによって、ファン２６からの水滴が入りにくくなる。

以上、実施例１を説明したが、実施例１と異なる構成について以下の実施例で説明する。実施例１と同一構成については説明を省略する。

実施例１では延長部３６ａをＬ字形状にしたが、図４のように直線状の延長部３６ｂであっても良い。電装品ユニット２４が配置される位置を第２開口３４と向き合う位置からずらし、かつ電装品ユニット２４と第２開口３４とを結ぶ直線上に延長部３６ｂが配置されている。第２開口３４から機械室２０に水滴が入っても、水滴の方向が曲がることはないため、電装品ユニット２４に水滴が付着することがない。

また、延長部３６ａ、３６ｂはＬ字形状や直線状に限定されず、他の形状であってもよい。電装品ユニット２４と第２開口３４との間に延長部３６ａ、３６ｂを設けることによって、電装品ユニット２４に水滴が付着しない。

図５（ａ）、（ｂ）に示すように、曲げ加工によってコ字形状や半円形状などの延長部３６ｃ、３６ｄにして、延長部３６ｃ、３６ｄと固定板１８とでダクト３８を形成しても良い。ダクト３８の内部空間を介して第２開口３４に機械室２０の空気を導く。曲げ加工をおこなうことによって第２開口３４から機械室２０に水分が入らないようになる。

ダクト３８内に空気を導くために、図６のように延長部３６ｃの上部に切り欠き４０を設ける。切り欠き４０は、第２開口３４よりも上方に設けられる。第２開口３４から水分がダクト３８内に入っても、水分はダクト３８を形成する延長部３６ｃに当たり、機械室２０に入ることはない。

切り欠き４０は、電装品ユニット２４の上端よりも上方に設ける。電装品ユニット２４によって暖められた空気が上昇し、切り欠き４０からダクト３８内に導かれ、第２開口３４からファン室２２に排気される。第１開口３２から切り欠き４０までの空気の経路に電装品ユニット２４を配置する。なお、電装品ユニット２４で暖められた空気をダクト３８内に導くのであれば、切り欠き４０を電装品ユニット２４の下端よりも上方になっても良い。

本実施例の場合、延長部３６ｃに設けられる切り欠き４０が電装品ユニット２４の下端より上方であれば、第２開口３４が電装品ユニット２４の下端よりも下方に配置されても良い。電装品ユニット２４によって暖められた空気が切り欠き４０からダクト３８内に導かれ、ファン２６の回転によって生じた負圧によって第２開口３４からファン室２２に導かれる。

ダクト３８を形成したことによってダクト３８の入口となる切り欠き４０の近傍は空気の流れが速くなる。切り欠き４０の近傍に電装品ユニット２４を配置して、冷却し易くしても良い。

切り欠き４０の代わりに、図７のように延長部３６の上部に第３開口４２であっても良い。第３開口４２からダクト３８の中に空気が吸い込まれる。切り欠き４０や第３開口４２の形状は任意である。

Ｌ字形状や直線状の延長部３６ａ、３６ｂであっても上記実施例と同様の切り欠き４０または第３開口４２を設けても良い。切り欠き４０または第３開口４２を設けたことによって、熱せられて上昇した空気が第２開口３４まで導かれやすくなる。

仕切り板１６を機械室２０に延長したが、図８のように固定板１８を折り曲げ、機械室２０に延長して延長部３６ｅを形成しても良い。延長部３６ｅは上述した延長部３６ａと同様に、Ｌ字形状や直線状の延長部を形成し、水滴が電装品ユニット２４に付着しないようにする。また、固定板１８を曲げ加工して、ダクト３８を形成し、この上部に切り欠き４０を設けても良い。

電装品ユニット２４は、電装品箱を備えず、電子部品とプリント基板のみ構成であっても良い。なお、これらを固定するための部品は機械室２０に備えられる。上記のように本発明の冷却構造１０は、電装品ユニット２４に水滴のかからない構造になっているため、電気回路を電装品箱の中に収納する必要がない。電気回路に直接風を当てることができ、電気回路を冷却しやすくなる。プリント基板などを電装品箱の中に収納する必要はなく、製造が容易になる。

その他、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々の改良、修正、変更を加えた態様で実施できるものである。

１０：機械室内の冷却構造
１２：室外機
１４：ケーシング
１６：仕切り板
１８：固定板
２０：機械室
２２：ファン室
２４：電装品ユニット
２６：ファン
２８：熱交換器
２９：配管
３０：フィン
３２：第１開口
３４：第２開口
３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ、３６ｅ：延長部
３８：ダクト
４０：切り欠き
４２：第３開口
Ａ：空気の流れ

Claims (6)

1. 仕切板と熱交換器の固定板とによってケーシング内がファン室と機械室に分けられ、ファン室にファンを配置し、機械室に電装品ユニットを配置した空気調和機の室外機における機械室内の冷却構造であって、
   前記ケーシングにおける機械室の部分に設けられ、ケーシングの外方から機械室内に空気を吸入するための第１開口と、
   前記固定板における電装品ユニットの下端よりも上方に設けられ、機械室内から空気を排出する第２開口と、
   を備えた機械室内の冷却構造。
2. 前記仕切板または固定板を機械室に延長し、電装品ユニットの防水をおこなう延長部を設けた請求項１の機械室内の冷却構造。
3. 前記延長部に切り欠きまたは第３開口が設けられており、
   前記第２開口が切り欠きまたは第３開口よりも下方に設けられた
   請求項１または２の機械室内の冷却構造。
4. 前記電装品ユニットがプリント基板に電子部品を実装した状態で機械室に配置された請求項１から３のいずれかの機械室内の冷却構造。
5. 前記電装品ユニットが第１開口から第２開口までの空気の流路内に配置された請求項１から４のいずれかの機械室内の冷却構造。
6. 仕切板と熱交換器の固定板とによってケーシング内がファン室と機械室に分けられ、ファン室にファンを配置し、機械室に電装品ユニットを配置した空気調和機の室外機における機械室内の冷却構造であって、
   前記ケーシングにおける機械室の部分に設けられた第１開口と、
   前記仕切板または固定板における機械室への延長部と、
   前記延長部に形成された切り欠きまたは第３開口と、
   前記固定板における切り欠きよりも下方に設けられた第２開口と、
   を備えた機械室内の冷却構造。

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