JP2015161469A - 冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】断熱箱体の下側に形成された機械室に配置された電装箱内の発熱素子を円滑に冷却することができる冷却装置を提供する。【解決手段】電装箱１６内に水平状態で配設された回路基板２５と、回路基板に設けられた発熱素子２６の下側に、当該発熱素子と熱伝導関係に設けられたヒートシンク４２と、ヒートシンクの下側に配置された電装箱用送風機３１と、電装箱用送風機に対応して機械室１１のベースアングル１２Ａに形成された空気排出口２９と、ベースアングルに形成された空気吸込口３２と、空気吸込口からヒートシンク、電装箱用送風機を順次経て、空気排出口に至る風路４７を備える。電装箱用送風機の運転により、空気吸込口からベース下方の空気を吸引し、風路内のヒートシンク周囲を通過させた後、空気排出口からベース下方に排出する。【選択図】図４

Description

本発明は、断熱箱体の下側に機械室を形成し、この機械室内に圧縮機や凝縮器、凝縮器用送風機、電装箱設けた冷却装置に関するものである。

従来この種低温ショーケース等の冷却装置においては、断熱箱体の下側に機械室を形成し、この機械室内に冷凍装置の冷媒回路を構成する圧縮機や凝縮器、凝縮器用送風機等を設置している。また、機械室内には圧縮機等を制御するための回路基板を収納した電装箱も設けられる。そして、凝縮器用送風機を運転することにより、外部から空気を吸引し、凝縮器や圧縮機を空冷すると共に、電装箱も空冷を行って内部の発熱素子を冷却する構成としていた（例えば、特許文献１参照）。

ところで、近年では圧縮機をインバータにて回転数制御するものが主流となって来ている。その場合、制御用の回路基板は大型化し、それを収納する電装箱の寸法も大きくなると共に、発熱素子からの発熱量も多くなるため、例えば、特許文献２のように回路基板を立てて配置し、この回路基板に放熱フィン（ヒートシンク）を取り付けてこの放熱フィンを空冷することで、発熱素子からの熱を奪う構成していた。

特開平７−２８０４１３号公報 特開２０１１−２０８９０８号公報

前記特許文献２のように機械室が上側に構成される冷却貯蔵庫では、電装箱の寸法は比較的問題にならないが、特許文献１のように機械室が断熱箱体の下側に構成される低温ショーケース等では、機械室の高さ寸法を確保することができないため、特許文献２のような立てた状態の回路基板の配置では、電装箱の高さ寸法が大きすぎて機械室内に設置することができなくなる。

また、放熱フィンに通風される空気も凝縮器や圧縮機を経た空気であるため、温度が比較的高く、特に、機械室が断熱箱体の下側にある低温ショーケース等では、回路基板の発熱素子を十分に空冷することができないという問題もあった。

本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、断熱箱体の下側に形成された機械室に配置された電装箱内の発熱素子を円滑に冷却することができる冷却装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の冷却装置は、断熱箱体の下側に形成された機械室内に、圧縮機、凝縮器、凝縮器用送風機、及び、電装箱を設けたものにおいて、電装箱内に水平、若しくは、略水平の状態で配設された回路基板と、この回路基板に設けられた発熱素子の下側に、当該発熱素子と熱伝導関係に設けられたヒートシンクと、このヒートシンクの下側に配置された電装箱用送風機と、この電装箱用送風機に対応して機械室のベースに形成された空気排出口と、ベースに形成された空気吸込口と、この空気吸込口からヒートシンク、電装箱用送風機を順次経て、空気排出口に至る風路とを備え、電装箱用送風機の運転により、空気吸込口からベース下方の空気を吸引し、風路内のヒートシンク周囲を通過させた後、空気排出口からベース下方に排出することを特徴とする。

請求項２の発明の冷却装置は、上記発明において空気吸込口から吸引した空気中の塵埃を除去するためのフィルタを備えたことを特徴とする。

請求項３の発明の冷却装置は、上記発明においてフィルタは、空気吸込口と電装箱との間に当該電装箱と所定の間隔を存して立設され、電装箱の高さと略同じ高さ寸法を有することを特徴とする。

請求項４の発明の冷却装置は、上記発明においてベース上に設けられ、内部に風路の一部を構成する台部材を備え、この台部材上に電装箱を取り付け、台部材内に電装箱用送風機を配置すると共に、電装箱の一側の下縁を除く縁部に渡って設けられた抑え部材と台部材の一側とで、電装箱との間に間隔を存してフィルタを保持し、台部材の一側には開口を形成したことを特徴とする。

本発明によれば、断熱箱体の下側に形成された機械室内に、圧縮機、凝縮器、凝縮器用送風機、及び、電装箱を設けた冷却装置において、電装箱内に回路基板を水平、若しくは、略水平の状態で配設したので、圧縮機のインバータ化等に起因して回路基板が大型化した場合にも、機械室内に支障無く配置することが可能となる。

更に、この回路基板に設けられた発熱素子の下側に、当該発熱素子と熱伝導関係にヒートシンクを設け、このヒートシンクの下側に電装箱用送風機を配置し、この電装箱用送風機に対応して機械室のベースに空気排出口を形成し、ベースに形成した空気吸込口からヒートシンク、電装箱用送風機を順次経て、空気排出口に至る風路を構成して、電装箱用送風機の運転により、空気吸込口からベース下方の空気を吸引し、風路内のヒートシンク周囲を通過させた後、空気排出口からベース下方に排出するようにしたので、圧縮機や凝縮器を空冷した空気では無く、電装箱用送風機により別途吸引した空気によってヒートシンクを介し、回路基板の発熱素子を効果的に冷却することができるようになる。

特に、水平若しくは略水平に配置された回路基板のヒートシンク下側に電装箱用送風機を配置し、電装箱用送風機に対応して機械室のベースに空気排出口を形成し、更に、このベースに空気吸込口を形成して、機械室のベース下方から空気を吸引し、ヒートシンクを空冷した後、ベース下方に排出するようにしているので、風路内の空気の流れも円滑なものとすることができると共に、冷却装置の側面に接して壁や他の機器が設置される場合にも支障無く発熱素子を冷却することが可能となる。

一方、ベース下方の空気中には塵埃が多く含まれるものであるが、請求項２の発明の如く空気吸込口から吸引した空気中の塵埃を除去するためのフィルタを設ければ、係るベース下方の空気を吸引するに際しても、ヒートシンクや電装箱用送風機が目詰まりを起こす不都合を解消、若しくは、抑制することが可能となる。

この場合、請求項３の発明の如くフィルタを、空気吸込口と電装箱との間に当該電装箱と所定の間隔を存して立設し、電装箱の高さと略同じ高さ寸法を有するようにすれば、フィルタ自体が早期に目詰まりしてしまうことも防止することが可能となる。

更に、その際、請求項４の発明の如く内部に風路の一部を構成する台部材をベース上に設け、この台部材上に電装箱を取り付け、台部材内に電装箱用送風機を配置すると共に、電装箱の一側の下縁を除く縁部に渡って設けられた抑え部材と台部材の一側とで、電装箱との間に間隔を存してフィルタを保持し、台部材の一側には開口を形成することで、比較的簡単な構成でフィルタの保持と風路の形成の双方を実現することが可能となるものである。

本発明の冷却装置の実施例としての低温ショーケースの正面図である。 図１の低温ショーケースの側面図である。 図２の低温ショーケースのＸ１部分の透視拡大図である。 図１の低温ショーケースのＸ２部分の透視拡大図である。 図１の低温ショーケースの機械室部分の平断面図である。 図５の電装箱を取り外した図である。 図６の電装箱用送風機を取り外した図である。

以下、図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。図１は本発明の冷却装置の実施例としての低温ショーケース１の正面図、図２は低温ショーケース１の側面図、図３は図２の低温ショーケース１のＸ１部分の透視拡大図、図４は図１の低温ショーケース１のＸ２部分の透視拡大図、図５〜図７は低温ショーケース１の機械室部分の平断面図をそれぞれ示している。尚、図６は図５から電装箱１６を取り外した図であり、図７は図６から電装箱用送風機３１を取り外した図である。

各図において、低温ショーケース１は例えばコンビニエンスストア等において、アイスクリーム等の商品を冷却（冷凍）しながら陳列保存するために用いられるものであり、上面が開放した横長矩形状の断熱箱体２から構成されている。この断熱箱体２内に貯蔵室３が構成され、この貯蔵室３内は後述する冷凍装置Ｒの周知の冷媒回路を構成する図示しない冷却器と冷気循環用送風機によって所定の温度（冷凍温度）に冷却される。

断熱箱体２の開口両側には透明板材（透明アクリル樹脂板）から成る側板４、４が立設されている。この側板４、４は前辺が傾斜し、後辺が垂直となる略山型を呈しており、それらの上端部間には金属製の天板６が渡って取り付けられている。そして、この天板６の後縁と断熱箱体２の開口後縁間には後板７が取り付けられ、天板６の前縁と断熱箱体２の開口前縁間には、透明板材（透明ガラス板）から成る引き戸式の扉８（４枚）が嵌め込まれている。

この扉８は、天板６と断熱箱体２の開口前縁に形成されたレールに摺動自在に嵌め込まれており、この扉８を左右方向に移動させることにより、貯蔵室３は開閉自在とされ、内部の商品の納出を可能としている。また、天板６の下側には貯蔵室３内を照明するための照明灯（蛍光灯等）１０が取り付けられている。

他方、断熱箱体２の下側には機械室１１が構成されている。この機械室１１の底面は両側のベースアングル１２Ａ、１２Ｂと、これらの前部の間に渡るユニットベース１２Ｃから成るベース１２により構成されており、ユニットベース１２Ｃ上には前記冷凍装置Ｒの冷媒回路を構成する圧縮機１５、凝縮器１３、凝縮器用送風機１４（２台）が設けられ、向かって左側のベースアングル１２Ａ上には電装箱１６が設けられて機械室１１内に位置している。

この場合、断熱箱体２の底面は、前記冷却器及び冷気循環用送風機を配置するために後側が低く（図５〜図７に低位部２Ａで示す）、前側が高い（同じく高位部２Ｂで示す）形状を呈しており、凝縮器１３はこの高位部２Ｂ下側の機械室１１内の向かって右側に配置され、凝縮器用送風機１４はその後側に取り付けられ、圧縮機１５は高位部２Ｂ下側の機械室１１内の向かって左側（凝縮器１３の側方）に配置されている。

２１は機械室１１の前面を開閉可能に閉塞する機械室パネルである。この機械室パネル２１の凝縮器１３に対応する部分にはスリット状の空気吸込口２２が複数形成されており、圧縮機１５に対応する部分には同様にスリット状の空気排出口２３が複数形成されている。凝縮器用送風機１４が運転されると、機械室パネル２１の図５中破線矢印で示す如く空気吸込口２２から空気（外気）が吸い込まれ、凝縮器１３を通過して空冷した後、凝縮器用送風機１４に吸い込まれる。

この吸い込まれた空気は凝縮器用送風機１４から後方に吐出され、断熱箱体２の低位部２Ａの後面に衝突して向きを左方に変えて圧縮機１５の方向に向かい、当該圧縮機１５の周囲を通過して空冷した後、機械室パネル２１の空気排出口２３から排出される。これにより、機械室１１内の圧縮機１５及び凝縮器１３が空冷される構成とされている。

一方、電装箱１６は上記圧縮機１５の更に向かって左側（凝縮器１３とは反対側の側方）に配置されている。ここで、前記圧縮機１５はインバータにより回転数制御されるものであり、この電装箱１６内の下部には当該圧縮機１５を運転制御するためのインバータ回路等の発熱素子２６を含む低温ショーケース１の制御用の回路基板２５が図４に示す如く水平状態で配設されている。

この場合、回路基板２５の発熱素子２６の下側には、図４に示す如く伝熱材４１を介してヒートシンク４２が取り付けられ、発熱素子２６と熱伝導関係とされている。このヒートシンク４２は放熱フィンを有している。電装箱１６の下面は周囲の面よりも高い位置とされているが、この下面には透孔が形成されており、この透孔からヒートシンク４２が下方に突出したかたちとされ、それによってこの下面の透孔は閉塞されている。

また、ベースアングル１２Ａ上には下面に開口した台部材４３が取り付けられており、この台部材４３上に電装箱１６が取り付けられ、ヒートシンク４２の下部はこの台部材４３内に臨んでいる。このヒートシンク４２の下方に対応する位置のベースアングル１２Ａには、図７に示す如きスリット状の空気排出口２９（電装箱用空気排出口）が形成されており、この空気排出口２９に対応するベースアングル１２Ａ上には、ヒートシンク４２の下側に位置して電装箱用送風機３１（２台）が取り付けられ、台部材４３内に位置している。即ち、空気排出口２９は電装箱用送風機３１に対応している。

また、電装箱１６の向かって左側の側壁１６Ａの高さ方向における中途部（ベースアングル１２Ａから離間した位置）には、図３に示す如くスリット状の空気流出口２７が複数形成されており、電装箱１６内はこの空気流出口２７以外、外部から隔離されて閉塞されている。また、台部材４３は電装箱１６よりも向かって左側方（一側方）に少許突出しており、この台部材４３の左側の側面（一側の側面）とその上方において電装箱１６の上縁及び前後縁（下縁を除く縁部）に渡って左方に突出した略門型の抑え部材４４間に位置して塵埃除去用のフィルタ２８が前方から挿脱自在に保持されている。

このような構成により、フィルタ２８はベースアングル１２Ａから台部材４３と電装箱１６の高さ寸法を合わせた高さ、即ち、台部材４３に取り付けられた状態の電装箱１６の高さと略同じ高さ寸法を有しており、電装箱１６の側壁１６Ａとは所定の間隔を存して立設され、この間隔の周囲は抑え部材４４と台部材４３にて閉塞されている。

フィルタ２８の外側（左側）に対応する位置のベースアングル１２Ａには、長方形状の空気吸込口３２（電装箱用空気吸込口）が複数形成されている。従って、フィルタ２８はこの空気吸込口３２と電装箱１６との間に位置することになる。また、台部材４３の左側の角部（一側角部）には開口４６が形成されており、これにより、空気吸込口３２からフィルタ２８の略全体を経て該フィルタ２８と電装箱１６との間の間隔に至り、開口４６を通って台部材４３内を通り、ヒートシンク４２の周囲、電装箱用送風機３１を順次経て空気排出口２９に至る一連の風路４７が構成されている。

即ち、風路４７の上流部（一部）はフィルタ２８と電装箱１６との間の間隔に構成され、その下流部（一部）は台部材４３内に構成されている。尚、各図において３４は機械室１１の四隅に取り付けられたキャスタであり、このキャスタ３４の高さ分、ベース１２と床面間には隙間が形成されている。

以上の構成で、電装箱用送風機３１が運転されると、図３中矢印で示す如くベースアングル１２Ａの空気吸込口３２から当該ベースアングル１２Ａ下方の当該ベースアングル１２Ａと床面間の空気（外気）が機械室１１内に吸い込まれる。この吸い込まれた空気は、フィルタ２８を経て当該フィルタ２８と電装箱１６の側壁１６Ａとの間の間隔（風路４７）に入る。この際、空気はフィルタ２８を通過するので、空気中の塵埃はフィルタ２８に捕獲されて除去される。また、空気は台部材４３と電装箱１６の高さ分の寸法を有するフィルタ２８の全体を通過するので、フィルタ２８は目詰まりし難くなる。

このフィルタ２８と電装箱１６の側壁１６Ａとの間の間隔に入った空気は、台部材４３の左縁に形成された開口４６から台部材４３内の風路４７に入り、ヒートシンク４２の周囲を通過してそれを空冷した後、電装箱用送風機３１に吸い込まれる。その後、この吸い込まれた空気は電装箱用送風機３１から下方に吐出され、当該電装箱用送風機３１の下側に位置する空気排出口２９からベースアングル１２Ａ下方の床面との間に排出される。

これにより、ベース１２（ベースアングル１２Ａ等）と断熱箱体２との間隔が小さく、高さ寸法が確保できない機械室１１内に電装箱１６を配置し、この電装箱１６内に回路基板２５を水平状態で配設した場合にも、この回路基板２５の発熱素子２６からの熱は、伝熱材４１を経てヒートシンク４２に伝達され、その周囲を通過する空気中に放出されるようになり、回路基板２５の発熱素子２６は円滑に冷却されることになる。

この場合、前述したように凝縮器１３や圧縮機１５は別途凝縮器用送風機１４により吸い込まれた空気により空冷されているので、電装箱１６内の回路基板２５の発熱素子２６は、この凝縮器用送風機１４による空気流とは異なる電装箱用送風機３１による空気流によって空冷されることになる。

即ち、電装箱１６内の回路基板２５の発熱素子２６を空冷する空気は従来の如く凝縮器１３を通過して温度が上昇した空気ではないので、電装箱１６内の回路基板２５の発熱素子２６は効果的に冷却され、過熱等により損傷を来す危険性が極めて低くなる。

また、ベースアングル１２Ａ下方の床面近くの空気には塵埃が多く含まれるが、ヒートシンク４２を介して発熱素子２６を冷却するために風路４７内に導入される空気中の塵埃は、フィルタ２８により除去されるので、ヒートシンク４２や電装箱用送風機３１が塵埃によって汚染され、目詰まりが生じる不都合も解消される。尚、電装箱１６内の比較的温度の高い空気は空気流出口２７から流出して電装箱用送風機３１に吸い込まれることになる。

更に、電装箱１６内の回路基板２５の発熱素子２６を空冷するための空気は、ベースアングル１２Ａに形成した空気吸込口３２により下方から吸い込み、同じくベースアングル１２Ａに形成した空気排出口２９により下方に排出する構成としているので、断熱箱体２の側面等に空気吸込口等を形成する必要がなくなり、断熱箱体２の側面に壁や他の機器が密接して配置される場合にも支障が生じない。

以上詳述した如く本発明では断熱箱体２の下側に形成された機械室１１内に、圧縮機１５、凝縮器１３、凝縮器用送風機１４、及び、電装箱１６を設けた低温ショーケース１（冷却装置）において、電装箱１６内に回路基板２５を水平状態で配設したので、圧縮機１５のインバータ化等に起因して回路基板２５が大型化した場合にも、機械室１１内に支障無く配置することが可能となる。

更に、この回路基板２５に設けられた発熱素子２６の下側に、当該発熱素子２６と熱伝導関係にヒートシンク４２を設け、このヒートシンク４２の下側に電装箱用送風機３１を配置し、この電装箱用送風機３１に対応して機械室１１のベースアングル１２Ａに空気排出口２９を形成し、ベースアングル１２Ａに形成した空気吸込口３２からヒートシンク４２、電装箱用送風機３１を順次経て、空気排出口２９に至る風路４７を構成して、電装箱用送風機３１の運転により、空気吸込口３２からベースアングル１２Ａ下方の空気を吸引し、風路４７内のヒートシンク４２周囲を通過させた後、空気排出口２９からベースアングル１２Ａ下方に排出するようにしたので、圧縮機１５や凝縮器１４を空冷した空気では無く、電装箱用送風機３１により別途吸引した空気によってヒートシンク４２を介し、回路基板２５の発熱素子２６を効果的に冷却することができるようになる。

特に、水平状態に配置された回路基板２５のヒートシンク４２下側に電装箱用送風機３１を配置し、電装箱用送風機３１に対応して機械室１１のベースアングル１２Ａに空気排出口２９を形成し、更に、このベースアングル１２Ａに空気吸込口３２を形成して、機械室１１のベースアングル１２Ａ下方から空気を吸引し、ヒートシンク４２を空冷した後、ベースアングル１２Ａ下方に排出するようにしたので、風路４７内の空気の流れも円滑なものとすることができると共に、低温ショーケース１の側面に接して壁や他の機器が設置される場合にも支障無く発熱素子２６を冷却することが可能となる。

一方、ベースアングル１２Ａ下方の空気中には塵埃が多く含まれるものであるが、空気吸込口３２から吸引した空気中の塵埃を除去するためのフィルタ２８を設けているので、係るベースアングル１２Ａ下方の空気を吸引するに際しても、ヒートシンク４２や電装箱用送風機３１が目詰まりを起こす不都合を解消、若しくは、抑制することが可能となる。

この場合、フィルタ２８を空気吸込口３２と電装箱１６との間に当該電装箱１６と所定の間隔を存して立設し、電装箱１６の高さと略同じ高さ寸法を有するようにしているので、フィルタ２８自体が早期に目詰まりしてしまうことも防止することが可能となる。

更に、内部に風路４７の一部を構成する台部材４３をベースアングル１２Ａ上に設け、この台部材４３上に電装箱１６を取り付け、台部材４３内に電装箱用送風機３１を配置すると共に、電装箱１６の一側（左側）の下縁を除く縁部に渡って設けられた抑え部材４４と台部材４３の一側（左側）とで、電装箱１６との間に間隔を存してフィルタ２８を保持し、台部材４３の一側（左側）には開口４６を形成しているので、比較的簡単な構成でフィルタ２８の保持と風路４７の形成の双方を実現することが可能となる。

尚、実施例では回路基板２５を水平状態で配設したが、それに限らず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、少許傾斜しているが略水平の状態で配設する場合も本発明に含まれるものとする。

また、実施例では低温ショーケースを採り上げて本発明を説明したが、それに限らず、圧縮機や凝縮器を含む冷凍装置と、それらを制御する制御回路を収納した電装箱を機械室内に備えた種々の冷却装置に本発明は有効である。

Ｒ 冷凍装置
１ 低温ショーケース（冷却装置）
２ 断熱箱体
３ 貯蔵室
１１ 機械室
１２ ベース
１２Ａ ベースアングル
１３ 凝縮器
１４ 凝縮器用送風機
１５ 圧縮機
１６ 電装箱
２２、３２ 空気吸込口
２３、２９ 空気排出口
２５ 回路基板
２６ 発熱素子
２８ フィルタ
３１ 電装箱用送風機
４１ 伝熱材
４２ ヒートシンク
４３ 台部材
４４ 抑え部材
４６ 開口
４７ 風路

Claims (4)

1. 断熱箱体の下側に形成された機械室内に、圧縮機、凝縮器、凝縮器用送風機、及び、電装箱を設けた冷却装置において、
   前記電装箱内に水平、若しくは、略水平の状態で配設された回路基板と、
   該回路基板に設けられた発熱素子の下側に、当該発熱素子と熱伝導関係に設けられたヒートシンクと、
   該ヒートシンクの下側に配置された電装箱用送風機と、
   該電装箱用送風機に対応して前記機械室のベースに形成された空気排出口と、
   前記ベースに形成された空気吸込口と、
   該空気吸込口から前記ヒートシンク、前記電装箱用送風機を順次経て、前記空気排出口に至る風路とを備え、
   前記電装箱用送風機の運転により、前記空気吸込口から前記ベース下方の空気を吸引し、前記風路内の前記ヒートシンク周囲を通過させた後、前記空気排出口から前記ベース下方に排出することを特徴とする冷却装置。
2. 前記空気吸込口から吸引した空気中の塵埃を除去するためのフィルタを備えたことを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
3. 前記フィルタは、前記空気吸込口と前記電装箱との間に当該電装箱と所定の間隔を存して配置され、電装箱の高さと略同じ高さ寸法を有することを特徴とする請求項２に記載の冷却装置。
4. 前記ベース上に設けられ、内部に前記風路の一部を構成する台部材を備え、
   該台部材上に前記電装箱を取り付け、前記台部材内に前記電装箱用送風機を配置すると共に、
   前記電装箱の一側の下縁を除く縁部に渡って設けられた抑え部材と前記台部材の一側とで、前記電装箱との間に間隔を存して前記フィルタを保持し、
   前記台部材の一側には開口を形成したことを特徴とする請求項３に記載の冷却装置。

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