JP2017123700A - 電力変換装置及び空気調和装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】発熱素子の配置位置の自由度が高められた電力変換装置及び空気調和装置を提供する。【解決手段】電力変換装置40は、自己に伝えられた熱を放出するヒートシンク41と、ヒートシンク41が取り付けられ、ヒートシンク41と共に電気室R2を画定する筐体42と、ヒートシンク41の電気室R2に面する内面部411aに取り付けられたパワー半導体31a及び31b並びにパワー半導体モジュール32aと、電気室R2の内面部411aに対向する位置に配置された被取付部材43と、被取付部材43に取り付けられたパワー半導体33a及び33b並びにパワー半導体モジュール33cと、筐体42に固定され、筐体42と共に被取付部材43の熱をヒートシンク41に伝える熱伝導経路を構成すると共に、被取付部材43を支持する支持部材44と、を備える。【選択図】図2
Description
本発明は、電力変換装置及び空気調和装置に関する。
直流電力を交流電力に変換する電力変換装置は、通電により発熱する発熱素子としてのパワー半導体が、ヒートシンクに取り付けられた構造を有する。発熱素子を水分や塵埃から保護するために、ヒートシンクは、筐体と共に水密な内部空間を画定する。発熱素子は、その内部空間に配置される。
特許文献1に示されるように、上記内部空間の、ヒートシンクに対向する位置に配置された伝熱板と、伝熱板を支持すると共に伝熱板の熱をヒートシンクに伝える支持部材と、を備え、伝熱板にも発熱素子を配置できるようにした電力変換装置が知られている。
特許文献1の電力変換装置では、支持部材及び伝熱板がヒートシンクに固定される。このため、ヒートシンクの配置位置が決められていると、発熱素子が取り付けられる伝熱板の配置位置を、柔軟に設計変更することができない。
また、支持部材がヒートシンクに固定されるため、支持部材の固定のために場所をとられる分、ヒートシンクにおける発熱素子を配置可能な領域が狭められる。
こういった理由で、特許文献1の電力変換装置は、発熱素子の配置位置の自由度を高めることに関して改善の余地を残していた。発熱素子の配置の自由度が低いと、電力変換装置ひいてはこれを備える空気調和装置の設計が煩雑となる。
本発明の目的は、発熱素子の配置位置の自由度が高められた電力変換装置及び空気調和装置を提供することである。
上記目的を達成するために、本発明の電力変換装置は、
自己に伝えられた熱を放出する放熱器と、
前記放熱器が取り付けられ、前記放熱器と共に内部空間を画定する筐体と、
前記放熱器の前記内部空間に面する内面部に取り付けられた第1の発熱素子と、
前記内部空間の前記内面部に対向する位置に配置された被取付部材と、
前記被取付部材に取り付けられた第2の発熱素子と、
前記筐体に固定され、前記筐体と共に前記被取付部材の熱を前記放熱器に伝える熱伝導経路を構成すると共に、前記被取付部材を支持する支持部材と、
を備える。
自己に伝えられた熱を放出する放熱器と、
前記放熱器が取り付けられ、前記放熱器と共に内部空間を画定する筐体と、
前記放熱器の前記内部空間に面する内面部に取り付けられた第1の発熱素子と、
前記内部空間の前記内面部に対向する位置に配置された被取付部材と、
前記被取付部材に取り付けられた第2の発熱素子と、
前記筐体に固定され、前記筐体と共に前記被取付部材の熱を前記放熱器に伝える熱伝導経路を構成すると共に、前記被取付部材を支持する支持部材と、
を備える。
本発明によれば、支持部材が筐体に固定され、筐体を通じて被取付部材の熱が放熱器に伝えられるので、放熱器の配置位置が決められていても、熱伝導経路を確保したまま支持部材及び被取付部材の配置位置を設計変更できる。また、支持部材が筐体に固定されるので、放熱器の内面部の、第1の発熱素子を取り付け可能な領域が、支持部材で狭められにくい。この結果、第1及び第2の発熱素子の配置位置の自由度が高められる。
以下、図面を参照し、本発明の実施形態に係る電力変換装置及び空気調和装置について説明する。図中、同一又は対応する部分に同一の符号を付す。
〔実施形態1〕
図1を参照し、本実施形態に係る鉄道車両用空気調和装置100の全体構成を説明する。鉄道車両用空気調和装置100は、外殻をなすケーシング10内に、鉄道車両の客室を空調するための熱交換を行う冷凍サイクル装置20と、冷凍サイクル装置20に電力を供給するインバータ30と、が収められた構成を有する。
図1を参照し、本実施形態に係る鉄道車両用空気調和装置100の全体構成を説明する。鉄道車両用空気調和装置100は、外殻をなすケーシング10内に、鉄道車両の客室を空調するための熱交換を行う冷凍サイクル装置20と、冷凍サイクル装置20に電力を供給するインバータ30と、が収められた構成を有する。
ケーシング10は、底面及び側面を有し、上部が開口した箱状の基枠11と、基枠11の上部開口を塞ぐカバー12と、基枠11とカバー12とで囲まれる収容空間を仕切る第1〜第4の仕切板13〜16と、を備える。なお、図1では、ケーシング10の内部を示すために、カバー12を一部のみ示す。
基枠11は、鉄道車両の屋根に設けられ、平面視において、鉄道車両の進行方向(図1では左右方向)を長手方向とする長方形状をなす。ケーシング10内が第1〜第4の仕切板13〜16で仕切られ、ケーシング10内に、第1の室外機室R1、電気室R2、室内機室R3、圧縮機室R4、及び第2の室外機室R5が構成されている。これらは、基枠11の長手方向に、第1の室外機室R1、電気室R2、室内機室R3、圧縮機室R4、及び第2の室外機室R5、の順に並んでいる。
インバータ30は、架線から供給される直流電力を三相交流電力に変換する電力変換を行い、電力変換で得られた三相交流電力を冷凍サイクル装置20に供給する。これにより、冷凍サイクル装置20が作動する。インバータ30は、水分や塵埃の進入が防止された水密構造を有する電気室R2に配置されている。
また、インバータ30は、ケーシング10のうち電気室R2を構成する部分と共に、電力変換装置40を構成している。電力変換装置40の構成については後述する。なお、図1では、理解を容易にするために、電気室R2の内部の主要部のみを示している。
冷凍サイクル装置20は、冷媒を圧縮する圧縮機21a及び21bと、外気と熱交換を行う室外熱交換機22a〜22dと、室外熱交換機22a及び22bと外気との熱交換を促進する室外送風機23aと、室外熱交換機22c及び22dと外気との熱交換を促進する室外送風機23bと、鉄道車両の客室内を循環する循環空気と熱交換を行う室内熱交換機24a及び24bと、室内熱交換機24a及び24bと循環空気との熱交換を促進する室内送風機25と、を備える。
室外熱交換機22a及び22bと、室外送風機23aは、第1の室外機室R1に配置されている。室内熱交換機24a及び24bと、室内送風機25は、室内機室R3に配置されている。圧縮機21a及び21bは、圧縮機室R4に配置されている。室外熱交換機22c及び22dと、室外送風機23bは、第2の室外機室R5に配置されている。
また、冷凍サイクル装置20は、冷媒を減圧する膨張機と、気体の冷媒を液体の冷媒から分離する気液分離機と、それら膨張機及び気液分離機、圧縮機21a及び21b、室外熱交換機22a〜22d、並びに室内熱交換機24a及び24bを接続し、内部を冷媒が流れる冷媒配管と、を備える。図1では、理解を容易にするために、膨張機、気液分離機、及び冷媒配管の図示を省略している。
室外熱交換機22a〜22dと、室内熱交換機24a及び24bのうち、一方は冷媒を液化させる凝縮機として機能し、他方は冷媒を気化させる蒸発機として機能する。
以下、インバータ30によって実現される冷凍サイクル装置20の動作を、室外熱交換機22a〜22dを凝縮機として用い、室内熱交換機24a及び24bを蒸発機として用いて、鉄道車両の客室を冷却する場合を例に挙げて説明する。
圧縮機21a及び21bは、冷媒を圧縮する。圧縮された冷媒は、凝縮機としての室外熱交換機22a〜22dに送られる。室外熱交換機22a〜22dは、周囲に熱を放出することで冷媒を液化させる。このとき、室外熱交換機22a〜22dによって加熱された空気は、室外送風機23a及び23bによって外部に放出される。
室外熱交換機22a〜22dで液化された冷媒は、膨張機を経て、蒸発機としての室内熱交換機24a及び24bに送られる。室内熱交換機24a及び24bは、鉄道車両の客室を循環する循環空気から熱を吸収することで冷媒を気化させる。このとき、室内熱交換機24a及び24bによって冷却された循環空気は、室内送風機25によって客室に送り込まれる。
室内熱交換機24a及び24bで気化された冷媒は、気液分離機を経て、圧縮機21a及び21bに送られる。以上の手順で、冷媒が循環される。
本実施形態に係る鉄道車両用空気調和装置100は、冷凍サイクル装置20に上述した動作を実現させるインバータ30を備える電力変換装置40の構成に特に特徴を有する。そこで、以下、図2を参照し、電力変換装置40の構成について詳述する。
図2に示すように、電力変換装置40は、自己に伝えられた熱を放出する放熱器としてのヒートシンク41と、ヒートシンク41が取り付けられ、ヒートシンク41と共に、内部空間としての電気室R2を画定する筐体42と、ヒートシンク41の電気室R2に面する内面部411aに取り付けられた第1の発熱素子としてのパワー半導体31a及び31b並びにパワー半導体モジュール32aと、電気室R2内の内面部411aと対向する位置に配置された被取付部材43と、被取付部材43に取り付けられた第2の発熱素子としてのパワー半導体33a及び33b並びにパワー半導体モジュール33cと、筐体42に固定され、筐体42と共に被取付部材43の熱をヒートシンク41に伝える熱伝導経路を構成すると共に、被取付部材43を支持する支持部材44と、を備える。
ヒートシンク41は、電気室R2に面する内面部411aを有する受熱ベース部411と、受熱ベース部411の、電気室R2の外部に面する部分、具体的には、図1に示した第1の室外機室R1に面する部分に立設された放熱フィン部412と、を備える。ヒートシンク41は、熱伝導率の良好な金属、具体的には、銅で形成されている。
筐体42は、ヒートシンク41が取り付けられる第1の仕切板13と、第1の仕切板13に対面する第2の仕切板14と、基枠11の電気室R2を構成する部分と、カバー12の電気室R2を構成する部分と、によって構成されている。なお、図2では、筐体42の内部を示すために、カバー12を一部のみ示す。
筐体42は、水密に形成されている。これは、電気室R2外の水分や塵埃が、電気室R2内のパワー半導体31a、31b、33a、及び33bや、パワー半導体モジュール32a及び33c等に、悪影響を及ぼさないようにするためである。
第1の仕切板13へのヒートシンク41の取り付け構造について説明する。第1の仕切板13には、開口が形成されており、その開口に、ヒートシンク41の受熱ベース部411が嵌められている。
また、第1の仕切板13は、その開口の縁に、電気室R2の外部側、即ち図1に示した第1の室外機室R1側に立ち上がった立ち上がり部13aを有する。立ち上がり部13aは、受熱ベース部411の、内面部411aと放熱フィン部412とを繋ぐ側面部411bに面接触している。
そして、立ち上がり部13aの頂部、即ち立ち上がり部13aの第1の室外機室R1側の端部を覆うように、立ち上がり部13aの頂部と、受熱ベース部411の側面部411bとに、電気室R2の水密性を高めるためのシーリング材45が塗布されている。
第1の仕切板13は、第2の仕切板14よりも熱伝導率の高い材料で形成されている。具体的には、第1の仕切板13は、アルミニウムで形成されており、第2の仕切板14はステンレス鋼で形成されている。また、基枠11の電気室R2を構成する部分、及びカバー12の電気室R2を構成する部分も、ステンレス鋼で形成されている。
パワー半導体31a及び31bは、ヒートシンク41の内面部411aに取り付けられる第1の素子基板としてのプリント基板31に実装されている。プリント基板31は、パワー半導体31a及び31bを内面部411aに接触させた状態で、内面部411aに取り付けられている。
パワー半導体モジュール32aは、同じく第1の素子基板としてのプリント基板32に実装されている。プリント基板32は、パワー半導体モジュール32aを内面部411aに接触させた状態で、内面部411aにおけるプリント基板31の隣に取り付けられている。
パワー半導体33a及び33b並びにパワー半導体モジュール33cは、被取付部材43に取り付けられる第2の素子基板としてのプリント基板33に実装されている。プリント基板33は、パワー半導体33a及び33b並びにパワー半導体モジュール33cを被取付部材43に接触させた状態で、被取付部材43に取り付けられている。プリント基板31〜33を含んで図1に示したインバータ30が構成されている。
なお、パワー半導体31a、31b、33a、及び33bの各々は、具体的には、電力制御用の半導体スイッチング素子としてのIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)で構成される。また、パワー半導体モジュール32a及び33cは、複数個のパワー半導体を組み合わせてパッケージ化したものである。
被取付部材43は、ヒートシンク41の内面部411aと平行な板状をなす。内面部411aと被取付部材43との対向方向に関し、支持部材44の一端部は、被取付部材43の端縁に繋がれている。支持部材44の他端部は、第1の仕切板13に固定されている。
第1の仕切板13への支持部材44の固定には、螺子やボルト及びナット等の螺着手段の他、ろう付けその他の溶接を用いることができる。
支持部材44は、内面部411aとプリント基板31及び32とを取り囲んでいる。具体的には、被取付部材43と支持部材44は、上面が被取付部材43で構成され、側面が支持部材44で構成された箱状体を構成している。
また、被取付部材43と支持部材44は、一体に形成されている。被取付部材43と支持部材44は、ヒートシンク41と同様、熱伝導率の良好な金属、具体的には、銅で形成されている。
以上説明した電力変換装置40の作用は次の通りである。電力変換装置40の作動時に、パワー半導体31a、31b、33a、及び33bと、パワー半導体モジュール32a及び33cとに発熱が生じる。
パワー半導体31a及び31bと、パワー半導体モジュール32aとで生じた熱は、ヒートシンク41の内面部411aを通じて、受熱ベース部411及び放熱フィン部412に伝えられ、放熱フィン部412で放熱される。
また、パワー半導体33a及び33bと、パワー半導体モジュール33cとで生じた熱は、被取付部材43を通じて、支持部材44に伝えられる。支持部材44に伝えられた熱は、第1の仕切板13を通じて、ヒートシンク41に伝えられ、放熱フィン部412で放熱される。
放熱フィン部412は、図1に示した第1の室外機室R1に配置される。図1に示すように、第1の室外機室R1には、室外送風機23aが配置されている。室外送風機23aは、室外熱交換機22a及び22bと外気との熱交換を促進するために、第1の室外機室R1内に、気流を形成する。その気流が、図2に示す放熱フィン部412にも当たるため、放熱フィン部412が空冷され、放熱が促進される。
以上説明した実施形態によれば、次の効果が得られる。
(1)支持部材44が第1の仕切板13に固定されるので、支持部材44がヒートシンク41の内面部411aに固定されていた従来技術に比べて、内面部411aにおける発熱素子を取り付け可能な領域が、支持部材44によって狭められることを回避できる。このため、内面部411aの全域を発熱素子の配置に利用でき、パワー半導体31a及び31b並びにパワー半導体モジュール32aの配置位置の自由度が高められる。
また、支持部材44が第1の仕切板13に固定され、第1の仕切板13を通じて被取付部材43の熱がヒートシンク41に伝えられるので、支持部材44がヒートシンク41に固定されていた従来技術に比べると、被取付部材43の配置位置が、ヒートシンク41の配置位置によって制約を受けにくい。つまり、ヒートシンク41の配置位置が決められていても、被取付部材43からヒートシンク41に至る熱伝導経路を確保したままで、支持部材44及び被取付部材43の配置位置を、第1の仕切板13上で柔軟に設計変更できる。このため、被取付部材43に取り付けられるパワー半導体33a及び33b並びにパワー半導体モジュール33cの配置位置の自由度が高められる。
なお、支持部材44を筐体42に固定する構成は、ヒートシンク41のサイズ及び配置位置に制約があり、電気室R2を画定する内壁の一部のみをヒートシンク41が構成する場合、具体的には、上述したように、第1の仕切板13に開口が形成され、その開口にヒートシンク41が嵌められ、第1の仕切板13とヒートシンク41とで、1つの内壁を構成する場合に、特に意義が大きい。
即ち、ヒートシンク41のサイズ及び配置位置に制約がない場合は、そもそも第1の仕切板13を用いることなく、ヒートシンク41それ自体で1つの内壁全体を構成できる。この場合は、支持部材44をヒートシンク41のみに固定しても、ヒートシンク41上で支持部材44の配置位置を変更できる。
これに対し、鉄道車両用空気調和装置100では、第1の室外機室R1内の気流の乱れを防止したり、第1の室外機室R1に配置される冷凍サイクル装置20の構成要素との接触を回避したりする等の理由から、ヒートシンク41のサイズ及び配置位置に制約がある。このため、内壁の一部のみをヒートシンク41が構成する。この場合、支持部材44をヒートシンク41のみに固定すると、被取付部材43の配置位置が、ヒートシンク41の配置位置に制約を受けることになる。このため、支持部材44を筐体42に固定する構成を採り、被取付部材43の配置位置を柔軟に設計変更できるようにする意義が大きい。
(2)被取付部材43と支持部材44とが一体に形成されているため、両者が別々に形成されている場合に比べると、両者を繋ぐためのネジやボルト等を省略することができ、部品点数を削減できる。また、被取付部材43と支持部材44が一体に形成されているため、両者が別々に形成されている場合に比べると、被取付部材43から支持部材44に至る熱抵抗を低減することができる。
(3)室外送風機23aが、室外熱交換機22a及び22bと空気との熱交換を促進する役割と、ヒートシンク41の放熱フィン部412を空冷する役割と、を兼ねる。このため、放熱フィン部412を空冷するための専用の送風機を備える場合に比べると、車両用空気調和装置100の小型化が図られる。
(4)第1の仕切板13を熱伝導率の高い金属であるアルミニウムで形成したので、放熱フィン部412のみならず、第1の仕切板13それ自体からも第1の室外機室R1への放熱がなされる。このため、パワー半導体31a、31b、33a、及び33bやパワー半導体モジュール32a及び33cの冷却を効率的に行うことができる。
一方、第2の仕切板14は、第1の仕切板13よりも熱伝導率の低い金属であるステンレス鋼で形成したので、パワー半導体31a、31b、33a、及び33bやパワー半導体モジュール32a及び33cの熱が、室内機室R3に伝わることを抑制できる。このため、冷凍サイクル装置20の、鉄道車両の客室を冷却する機能が損なわれにくい。
〔実施形態2〕
上記実施形態では、ヒートシンク41の内面部411aと被取付部材43との対向方向に関し、支持部材44の一端部が、被取付部材43に繋がれ、他端部が、筐体42に固定されていた。筐体42を通じた放熱を促進するためには、支持部材44が、筐体42におけるヒートシンク41の周囲以外の部分にも固定された構成を採ってもよい。以下、その具体例について説明する。
上記実施形態では、ヒートシンク41の内面部411aと被取付部材43との対向方向に関し、支持部材44の一端部が、被取付部材43に繋がれ、他端部が、筐体42に固定されていた。筐体42を通じた放熱を促進するためには、支持部材44が、筐体42におけるヒートシンク41の周囲以外の部分にも固定された構成を採ってもよい。以下、その具体例について説明する。
図3に示すように、本実施形態に係る電力変換装置50では、支持部材51が、ヒートシンク41が取り付けられる第1の側板としての第1の仕切板13と、第1の側板に対面する第2の側板としての第2の仕切板14との双方に固定されている。
具体的には、ヒートシンク41の内面部411aと被取付部材43との対向方向に関し、支持部材51の一端部が、第2の仕切板14に固定され、他端部が、第1の仕切板13に固定されている。そして、支持部材51の一端部から他端部までの途中部分に、被取付部材43が繋がれている。
本実施形態によれば、被取付部材43の熱が、支持部材51を通じて、ヒートシンク41のみならず、第2の仕切板14にも伝えられるので、第2の仕切板14を通じた放熱もなされることとなる。なお、第2の仕切板14を通じた放熱を促進するためには、第2の仕切板14を、第1の仕切板13と同様に、熱伝導率の高い金属、具体的には、アルミニウムで形成することが好ましい。
〔実施形態3〕
上記各実施形態では、第1の仕切板13がヒートシンク41の側面部411bに接触していた。支持部材44の熱をヒートシンク41に伝達でき、電気室R2の水密構造を維持できるならば、ヒートシンク41における第1の仕切板13との接触位置は特に限定されない。以下、第1の仕切板13が、ヒートシンク41の内面部411aに接触した具体例について説明する。
上記各実施形態では、第1の仕切板13がヒートシンク41の側面部411bに接触していた。支持部材44の熱をヒートシンク41に伝達でき、電気室R2の水密構造を維持できるならば、ヒートシンク41における第1の仕切板13との接触位置は特に限定されない。以下、第1の仕切板13が、ヒートシンク41の内面部411aに接触した具体例について説明する。
図4に示すように、本実施形態に係る電力変換装置60では、第1の仕切板13が、立ち上がり部13aよりもヒートシンク41側に延びて、ヒートシンク41の内面部411aに接触する延出部13bを有する。
また、第1の仕切板13の立ち上がり部13aと、ヒートシンク41の側面部411bとの間に、ゴムパッキン61を挟み込ませている。ゴムパッキン61の材質は特に限定されないが、有機系ゴムよりも熱伝導率に優れる点でシリコーンゴムが好ましい。また、無機充填材が配合されることで熱伝導率が高められた合成ゴムが好ましい。
本実施形態によれば、主として延出部13bを通じて、支持部材44とヒートシンク41とが熱的に結合する。また、第1の仕切板13とヒートシンク41の側面部411bとの間に、ゴムパッキン61を介在させたので、電気室R2の水密性を高めることができる。
〔実施形態4〕
上記各実施形態では、電力変換装置40、50、及び60を、鉄道車両用空気調和装置100に用いた。電力変換装置40、50、及び60は、鉄道車両用空気調和装置100以外の空気調和装置にも適用できる。以下、その具体例について説明する。
上記各実施形態では、電力変換装置40、50、及び60を、鉄道車両用空気調和装置100に用いた。電力変換装置40、50、及び60は、鉄道車両用空気調和装置100以外の空気調和装置にも適用できる。以下、その具体例について説明する。
図5に示すように、マンションや住宅等の建物に設置される建物用空気調和装置の室外機200に、電力変換装置70を用いることもできる。なお、図5では、理解を容易にするために、建物用空気調和装置の室内機の図示は省略した。
本実施形態に係る建物用空気調和装置の室外機200は、電力変換装置70と、冷媒を圧縮する圧縮機201と、凝縮機又は蒸発機としての熱交換機202と、熱交換機202と空気との熱交換を促進する送風機203と、を備える。
圧縮機201、熱交換機202、及び送風機203は、電力変換装置70によって駆動される冷凍サイクル装置を構成する。その冷凍サイクル装置のうち、圧縮機201、熱交換機202、及び送風機203以外の構成要素は、室内機に備えられる。
電力変換装置70は、自己に伝えられた熱を放出する放熱器としてのヒートシンク71と、ヒートシンク71が取り付けられ、ヒートシンク71と共に内部空間Rを画定する筐体72と、ヒートシンク71の内部空間Rに面する内面部71aに取り付けられた第1の発熱素子としてのパワー半導体モジュール73と、内部空間Rの内面部71aに対向する位置に配置された被取付部材74と、被取付部材74に取り付けられた第2の発熱素子としてのパワー半導体モジュール75と、筐体72に固定され、筐体72と共に被取付部材74の熱をヒートシンク71に伝える熱伝導経路を構成すると共に、被取付部材74を支持する支持部材76と、を備える。
なお、図5は、建物用空気調和装置の室外機200の内部及び筐体72の内部を示すために、建物用空気調和装置の室外機200及び筐体72の一部を破断して示している。
送風機203は、熱交換機202と空気との熱交換を促進する役割と、ヒートシンク71の放熱フィン部71bを空冷する役割と、を兼ねる。本実施形態によっても、上述した各実施形態と同様の効果を得ることが可能である。
以上、本発明の実施形態について説明した。本発明はこれに限られない。例えば、以下に述べる変形も可能である。
上記各実施形態では、被取付部材43を支持する支持部材44が、筐体42にのみ固定されていたが、支持部材44は、筐体42に固定される部分を有していればよく、ヒートシンク41に固定される部分を有していてもよい。
上記実施形態では、支持部材44及び76を板状に形成したが、支持部材44及び76の形状は特に限定されず、例えば、柱状であってもよく、一部が板状で他の一部が柱状であってもよい。また、被取付部材43及び74の形状も特に板状に限定されない。
上記実施形態では、ヒートシンク41の内面部411aに対向する位置に、被取付部材43を1つ配置したが、各々発熱素子が取り付けられる複数の被取付部材43を、内面部411aに対向する位置に、複数段状に配置してもよい。
上記実施形態では、被取付部材43及び74、支持部材44及び76、並びにヒートシンク41及び71を銅で形成し、筐体42の、被取付部材43からヒートシンク41に至る熱伝導経路を構成する部分としての第1の仕切板13をアルミニウムで形成した。被取付部材43及び74、支持部材44及び76、並びにヒートシンク41及び71はアルミニウムで形成してもよい。また、第1の仕切板13は銅で形成してもよい。さらに、これらの各部は、アルミニウムと銅の少なくともいずれか一方を含む合金、例えば、ジュラルミン、青銅、黄銅、白銅、丹銅、アルミニウム青銅、アルミニウムマンガン合金、アルミニウム銅マグネシウム合金等で形成してもよい。また、これらの各部を金や銀で形成してもよい。
上記実施形態では、発熱素子としてのパワー半導体31a、31b、33a、及び33bに、IGBTを用いたが、パワー半導体としては、他にも、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor)その他のパワートランジスタ、整流ダイオード、サイリスタ、ゲートターンオフサイリスタ、トライアック等が挙げられる。
上記実施形態では、電力変換装置40、50、60、及び70が直流電力を交流電力に変換するものであったが、電力変換装置40、50、60、及び70は、交流電力を直流電力に変換するものであってもよく、交流電力を振幅及び位相の少なくともいずれか一方が異なる他の交流電力に変換するものであってもよい。
10…ケーシング、11…基枠、12…カバー、13…第1の仕切板(第1の側板)、13a…立ち上がり部、13b…延出部、14…第2の仕切板(第2の側板)、15…第3の仕切板、16…第4の仕切板、20…冷凍サイクル装置、21a,21b…圧縮機、22a〜22d…室外熱交換機(凝縮機)、23a,23b…室外送風機(送風機)、24a,24b…室内熱交換機、25…室内送風機、30…インバータ、31,32,33…プリント基板、31a,31b…パワー半導体(第1の発熱素子)、32a…パワー半導体モジュール(第1の発熱素子)、33a,33b…パワー半導体(第2の発熱素子)、33c…パワー半導体モジュール(第2の発熱素子)、40,50,60,70…電力変換装置、41…ヒートシンク(放熱器)、411…受熱ベース部、411a…内面部、411b…側面部、412…放熱フィン部、42…筐体、43…被取付部材、44…支持部材、45…シーリング材、51…支持部材、61…ゴムパッキン、71…ヒートシンク、72…筐体、71a…内面部、71b…放熱フィン部、73…パワー半導体モジュール(第1の発熱素子)、74…被取付部材、75…パワー半導体モジュール(第2の発熱素子)、76…支持部材、100…鉄道車両用空気調和装置(空気調和装置)、200…建物用空気調和装置(空気調和装置)の室外機、201…圧縮機、202…熱交換機(凝縮機又は蒸発機)、203…送風機、R1…第1の室外機室、R2…電気室(内部空間)、R3…室内機室、R4…圧縮機室、R5…第2の室外機室、R…内部空間。
Claims (7)
- 自己に伝えられた熱を放出する放熱器と、
前記放熱器が取り付けられ、前記放熱器と共に内部空間を画定する筐体と、
前記放熱器の前記内部空間に面する内面部に取り付けられた第1の発熱素子と、
前記内部空間の前記内面部に対向する位置に配置された被取付部材と、
前記被取付部材に取り付けられた第2の発熱素子と、
前記筐体に固定され、前記筐体と共に前記被取付部材の熱を前記放熱器に伝える熱伝導経路を構成すると共に、前記被取付部材を支持する支持部材と、
を備える電力変換装置。 - 前記被取付部材と前記支持部材とが一体に形成されている
請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記筐体の、少なくとも前記熱伝導経路を構成する部分が、アルミニウム若しくは銅、又はこれらの少なくともいずれか一方を含む合金で構成されている
請求項1又は2に記載の電力変換装置。 - 前記筐体が、前記放熱器が取り付けられる第1の側板、及び前記第1の側板に対面する第2の側板を有し、
前記支持部材が、前記第1の側板及び前記第2の側板の双方に固定されている
請求項1から3のいずれか1項に記載の電力変換装置。 - 前記放熱器が、前記内部空間の外に放熱フィン部を有する
請求項1から4のいずれか1項に記載の電力変換装置。 - 請求項1から5のいずれか1項に記載の電力変換装置と、
前記電力変換装置によって変換されて得られた電力が供給されることにより作動する冷凍サイクル装置と、
を備える空気調和装置。 - 前記冷凍サイクル装置が、
該冷凍サイクル装置を構成する凝縮機又は蒸発機と空気との熱交換を促進する役割と、前記放熱器の前記内部空間の外に面する部分を空冷する役割と、を兼ねる送風機、
を有する請求項6に記載の空気調和装置。
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