JP2018004210A - 冷凍装置の熱搬送ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】電源投入時における電子部品の動作を補償できるとともに、電源投入後においては電装品ケーシングの内部温度の過剰な上昇を抑制できる冷凍装置の熱搬送ユニットを提供する。【解決手段】熱搬送ユニットには、制御基板（57,58）及び電源基板（55）とともに、トランス（76）を収容する内部空間（40）を形成する電装品ケーシング（30）と、圧縮機（16）の作動中に電源基板（55）の電子部品（78）を冷却する冷却ユニット（60）とが設けられる。【選択図】図３

Description

本発明は、冷凍装置の熱搬送ユニットに関する。

従来より、冷媒回路を有する冷凍装置が知られており、空気調和装置等に広く適用されている。

特許文献１には、室内の温度を調節する空気調和装置が開示されている。この空気調和装置では、室外ユニットに電装品ケーシングが設けられる。電装品箱の内部には、圧縮機等を運転するための電装部品が収容されている。具体的に、電装品箱には、制御基板や電源基板（インバータ基板）が収容されている。

特開平８−２８５３３１号公報

空気調和装置（冷凍装置）の運転の開始時には、例えば室外ユニット（熱搬送ユニット）の電装品ケーシングの内部の温度が極めて低い温度になることがある。一方、制御基板等に実装される電子部品の中には、このような雰囲気温度において正常に作動しないもの（例えばマイクロコンピュータや通信機器）もある。従って、制御基板等の周囲温度が極めて低い条件下で冷凍装置を立ち上げようとすると、このような電子部品が正常に作動せず、冷凍装置の立ち上げに支障が生じてしまう、という問題があった。このような問題は、例えば冷凍装置が寒冷地に適用される場合に顕著となる。

そこで、本願発明者は、電源の投入時にトランスから発生する熱を利用し、制御基板等の周囲温度を上昇させることを創出した。これにより、電源投入時における電子部品の作動を補償でき、冷凍装置を正常に立ち上げることができる。しかし、このようなトランスの熱は、冷凍装置の立ち上げ後においては、電子部品等に悪影響を及ぼす可能性がある。なぜなら、冷凍装置の立ち上げ後には、圧縮機モータの電源基板（インバータ基板）等の電子部品の発熱により、電装品ケーシングの内部が十分昇温されるからである。従って、冷凍装置の立ち上げ後には、トランスの熱が、電源基板の電子部品（例えばスイッチング素子）等の昇温を助長してしまう、という新たな課題が生じた。

本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、電源投入時における電子部品の動作を補償できるとともに、電源投入後においては電装品ケーシングの内部温度の過剰な上昇を抑制できる冷凍装置の熱搬送ユニットを提供することである。

本発明は、冷凍装置の熱搬送ユニットを対象とし、上記電源（21）に接続するトランス（76）と、該トランス（76）から電力が供給される制御基板（57,58）と、上記電源（21）の電力を圧縮機（16）へ供給する電源基板（55）と、上記制御基板（57,58）及び上記電源基板（55）とともに、上記トランス（76）を収容する内部空間（40）を形成する電装品ケーシング（30）と、上記圧縮機（16）の作動中に上記電源基板（55）の電子部品（78）を冷却する冷却ユニット（60）とを備えている。

電装品ケーシング（30）の内部空間（40）には、制御基板（57,58）及び電源基板（55）とともに、トランス（76）が収容される。このため、電源（21）の投入時にトランス（76）が発熱すると、この熱により制御基板（57,58）や電源基板（55）の周囲温度も上昇する。これにより、例えば寒冷地等において、制御基板（57,58）や電源基板（55）の各電子部品（55a,57a,58a）の周囲温度が、これらの補償温度を下回ってしまうことを回避できる。

一方、圧縮機（16）が作動すると、電源基板（55）の電子部品（78）の温度が上昇する。しかし、冷却ユニット（60）がこの電子部品（78）を冷却することで、電子部品（78）の昇温を抑制できるとともに、この電子部品（78）から周囲空気への放熱も抑制できる。これにより、電源（21）の投入後において、トランス（76）の熱が内部空間（40）へ継続して放出されたとしても、内部空間（40）の温度が過剰に上昇することも抑制できる。

熱交換器（15）と、該熱交換器（15）を通過する空気を搬送するファン（17）とを備え、電装品ケーシング（30）には、空気の流入口（47b）と流出口（39）とが形成され、流出口（39）は、上記ファン（17）の吸込側の空間（18）に開口していることが好ましい。

電源（21）の投入後、ファン（17）が運転されると、ファン（17）の吸込側の空間（18）に開口する流出口（39）には、負圧が作用する。このため、電装品ケーシング（30）の外部の空気は、流入口（47b）より電装品ケーシング（30）の内部空間（40）へ流入し、トランス（76）や他の電子部品（55a,57a,58a）の熱を奪った後、流出口（39）より排出される。これにより、電源（21）の投入後において、トランス（76）の発熱の影響により、電装品ケーシング（30）の内部空間（40）の温度が過剰に高くなることを確実に防止できる。

トランス（76）は、流出口（39）の空気通過方向において、流出口（39）と少なくとも一部が重なるように配置されていることが好ましい。

トランス（76）と流出口（39）の相対位置をこのようにすると、流出口（39）に向かうように内部空間（40）を流れる空気が、トランス（76）の周囲を通過しやすくなる。このため、トランス（76）の熱を電装品ケーシング（30）の外部へ確実に排出できる。この結果、トランス（76）の熱が電源基板（55）や制御基板（57,58）の周囲に対流することを防止でき、これらの電子部品（55a,57a,58a）の周囲温度が過剰に高くなることを回避できる。

上記制御基板（57,58）及び上記電源基板（55）は、上記トランス（76）と上記流出口（39）の間以外の位置に配置されるであることが好ましい。

このような配置とすると、トランス（76）を通過して該トランス（76）の熱を奪った空気が、制御基板（57,58）や電源基板（55）の周囲を通過することを回避できる。この結果、これらの電子部品（55a,57a,58a）の周囲温度が過剰に高くなることを回避できる。

冷却ユニット（60）は、電装品ケーシング（30）の外部に配置され、圧縮機（16）が搬送する冷媒が流れる伝熱管（65）と、電装品ケーシング（30）を貫通し、電源基板（55）の電子部品であるパワーモジュール（78）と伝熱管（65）とに接触する熱伝導部材（66）とを備えているであることが好ましい。

これにより、電源（21）の投入後において、電源基板（55）のパワーモジュール（78）の熱は、熱伝導部材（66）及び伝熱管（65）を介して冷媒へ放出される。これにより、パワーモジュール（78）の熱を電装品ケーシング（30）の外部へ確実に排出でき、パワーモジュール（78）及び内部空間（40）の温度上昇を抑制できる。

本発明によれば、電装品ケーシング（30）の内部空間（40）にトランス（76）を収容することで、電源（21）の投入後にトランス（76）の発熱を利用して各電子部品（55a,57a,58a）の周囲温度を速やかに上昇できる。これにより、熱搬送ユニットの周囲温度が低い条件下においても、各電子部品（55a,57a,58a）の動作を確実に補償できる。

一方、冷凍装置の運転の立ち上げ後には、冷却ユニット（60）により電源基板（55）の電子部品（78）を冷却するため、トランス（76）の発熱に起因して内部空間（40）の温度が過剰に上昇することも回避できる。

図１は、実施形態に係る空気調和装置の室外ユニットの概略の全体構成を示す斜視図である。 図２は、実施形態に係る電装品ケーシングの概略の全体構成を示す斜視図であり、カバー部材を取り外した状態を示している。 図３は、電装品ケーシングの要部を示す組立斜視図である。 図４は、電装品ケーシングの前面図である。 図５は、図２のV-V線断面図である。 図６は、図２のVI-VI線断面図である。 図７は、実施形態に係る電力変換装置の概略構成を示す回路図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

本実施形態の冷凍装置は、対象空間である室内の空気の温度を調節する空気調和装置である。空気調和装置は、例えば１台の室外ユニット（10）と複数台の室内ユニット（図示省略）とが連絡配管を介して接続される、マルチ式に構成される。空気調和装置は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルが行われる冷媒回路を有する。本実施形態の空気調和装置は、極めて外気温度の低い寒冷地向けに構成される。

〈室外ユニットの全体構成〉
室外ユニット（10）は、熱搬送ユニットを構成し、室外に設置されている。

図１に示すように、室外ユニット（10）は、縦長の直方体状の室外ケーシング（11）を備えている。室外ケーシング（11）は、１つの底板（12）と、４つの側板（13）と、１つの天板（14）とを有している。側板（13）には、空気の吸込口（不図示）が形成され、天板（14）には、空気の吹出口（不図示）が形成される。室外ケーシング（11）の内部には、室外熱交換器（15）と、圧縮機（16）と、室外ファン（17）とが収容される。

室外熱交換器（15）は、室外ケーシング（11）の下部に設置される。室外熱交換器（15）は、複数の通風面を有するいわゆる多面式のフィンアンドチューブ式の熱交換器である。圧縮機（16）は、室外熱交換器（15）の内側に配置される。図１においては、便宜上１台の圧縮機（16）を図示しているが、圧縮機（16）の台数は２台以上であってもよい。室外ファン（17）は、室外熱交換器（15）の上方に配置される。室外ファン（17）は、プロペラファンで構成される。室外ファン（17）の下側には、室外ファン（17）の吸込側空間（18）が形成される。室外ファン（17）の上側には、室外ファン（17）の吹出側空間（19）が形成される。

室外ケーシング（11）の内部には、電装品ユニット（20）が収容されている。電装品ユニット（20）は、室外ファン（17）の側方に隣接するように室外ケーシング（11）の上部に配置される。より詳細に、電装品ユニット（20）は、室外ケーシング（11）の天板（14）と側板（13）の間の隅部に配置される。

〈電装品ユニットの詳細な構成〉梃
電装品ユニット（20）の詳細な構成について図２〜図６を参照しながら説明する。以下の説明において、「上」、「下」、「前」、「後」、「右」、及び「左」の方向を表す用語は、原則として、図２に図示された方向を基準とする。図２は、カバー部材（47）が取り外された状態の電装品ユニット（20）を室外ケーシング（11）の側板（13）側から視た斜視図である。図３は、電装品ユニット（20）の主要部品の組み立て斜視図である。図４は、図３に対応する主要部品の正面図である。図５は、図２のＶ−Ｖ線断面図である。図６は、図２のＶＩ−ＶＩ線断面の模式図である。

〔電装品ケーシング〕
電装品ユニット（20）は、電装品ケーシング（30）を備えている。電装品ケーシング（30）は、横長の中空の略直方体形状に構成される。電装品ケーシング（30）は、前側のみが開放された箱状のケーシング本体（31）と、ケーシング本体（31）の前側の開放面を塞ぐカバー部材（47）（図３を参照）とを有する。

ケーシング本体（31）は、上板（32）、下板（33）、後板（34）、右板（35）、及び左板（36）を有している。

上板（32）は、後板（34）に沿って左右に延びている。上板（32）の上面には第１ダクト（37）と第２ダクト（38）とが設置される。第１ダクト（37）は、上板（32）のやや右寄りに配置され、第２ダクト（38）は、上板（32）の略中央に配置される。各ダクト（37,38）は、その軸線が前後に延びる角形筒状に形成される。各ダクト（37,38）の後側の開口は、吹出側空間（19）に連通する。各ダクト（37,38）の前側の開口は、前側空間（46）（図６を参照）に連通する。

下板（33）は、後板（34）に沿って左右に延びている。下板（33）のうち右側の略半分の部分（33a）には、複数の空気の流出口（39）が形成される。複数の流出口（39）は、前後に縦長の矩形状に形成される。複数の流出口（39）は、互いに平行となるように左右に等間隔置きに配列される。各流出口（39）は、室外ファン（17）の下側の吸込側空間（18）に向かって開口している。各流出口（39）は、電装品ケーシング（30）の内部空間（40）と吸込側空間（18）とを連通させる（図６を参照）。なお、下板（33）は、空気の流出口（39）が形成される部分（33a）と、残りの部分（33b）とが別体に構成されていてもよい。

図３に示すカバー部材（47）は、ケーシング本体（31）の開放面に着脱可能に取り付けられる。カバー部材（47）の右寄り部分には、冷却用伝熱管（65）に沿うように膨出する膨出部（47a）が形成される。カバー部材（47）の上側には、複数の空気の流入口（47b）が形成される。複数の流入口（47b）は、前側空間（46）と電装品ケーシング（30）の内部空間（40）とを連通させる。

〔取付板及び支持板〕
図３に示すように、電装品ユニット（20）は、取付板（41）と、第１支持板（51）と、第２支持板（52）とを備える。取付板（41）、第１支持板（51）、及び第２支持板（52）は、電装品ケーシング（30）の内部空間（40）に収容される。

取付板（41）は、カバー部材（47）の後側に位置するように、ケーシング本体（31）に固定される。取付板（41）は、ケーシング本体（31）の左右中央から右端に亘って水平に延びる板状に形成される。取付板（41）の上部には、２つの空気の流通口（42,43）が形成される。２つの流通口（42,43）は、取付板（41）の右端寄りに配置される第１流通口（42）と、取付板（41）の左端よりに配置される第２流通口（43）とで構成される。各流通口（42,43）は、左右に横長の略矩形状の穴で構成される。各流通口（42,43）は、複数の流入口（47b）と内部空間（40）とを連通させる（図６を参照）。

取付板（41）の下部には、第１貫通口（44）と第２貫通口（45）とが形成される。第１貫通口（44）は、取付板（41）の右端寄りに配置され、第２貫通口（45）は、取付板（41）の左端寄りに配置される。各貫通口（44,45）は、左右に横長の略矩形状の穴で構成される。第１貫通口（44）には、冷却ユニット（60）の第１冷却板（63）が嵌め込まれ、第２貫通口（45）には、冷却ユニット（60）の第２冷却板（64）が嵌め込まれる。

第１支持板（51）及び第２支持板（52）は、電装品ケーシング（30）の後板（34）と取付板（41）との間において、該取付板（41）に支持される。第１支持板（51）は、ケーシング本体（31）の右端寄りに配置され、第２支持板（52）は、ケーシング本体（31）の左右中央に配置される。各支持板（51,52）は、左右に横長の板状の部材である。

第１支持板（51）の表面（ケーシング本体（31）側の面）には、インバータ基板（55）が取り付けられる。第１支持板（51）には、その裏側（カバー部材（47）側）にパワーモジュール（78）を露出させるための開口が形成される。第１支持板（51）の裏側の面には、冷却ユニット（60）の第１ヒートシンク（61）が取り付けられる。

第２支持板（52）の表面には、ファン用電源基板（56）が取り付けられる。第２支持板（52）には、その裏側にファン用電源基板（56）の電子部品等を露出させるための開口が形成される。第２支持板（52）の裏面には、冷却ユニット（60）の第２ヒートシンク（62）が取り付けられる。

〔プリント基板〕
図３〜図６に示すように、電装品ユニット（20）は、複数のプリント基板（55,56,57,58,59）を備える。各プリント基板（55,56,57,58,59）は、電装品ケーシング（30）の内部空間（40）に収容される。具体的に、電装品ケーシング（30）の内部には、インバータ基板（55）、ファン用電源基板（56）、メイン制御基板（57）、サブ制御基板（58）、ノイズフィルタ実装基板（59）等が収容されている。なお、各図において、各プリント基板（55,56,57,58,59）に実装される各種の電子部品等の図示は概ね省略している。

図３及び図５に示すように、インバータ基板（55）は、第１支持板（51）の表面（ケーシング本体（31）側の面）に取り付けられている。インバータ基板（55）には、電源（21）の電力が供給される。具体的に、インバータ基板（55）は、電源電力を圧縮機（16）のモータ（22）へ供給する電源基板を構成する。インバータ基板（55）には、詳細は後述するインバータ回路（75）が構成される。インバータ基板（55）の表面（ケーシング本体（31）側の面）には、マイコンや通信機器等の電子部品（55a）が実装される。また、インバータ基板（55）の裏面（各カバー部材（47）側の面）には、パワーモジュール（78）が実装される（図６を参照）。パワーモジュール（78）は、扁平な直方体状に形成される。パワーモジュール（78）では、インバータ回路（75）のスイッチング素子（75a）が絶縁性樹脂からなるパッケージに封入されている。

図４に示すように、ファン用電源基板（56）は、第２支持板（52）の表面に取り付けられている。ファン用電源基板（56）には、電源電力を室外ファン（17）のモータ（22）へ供給するための電源回路が構成される。ファン用電源基板（56）には、マイコンや通信機器等の電子部品（56a）が実装される。

メイン制御基板（57）及びサブ制御基板（58）は、電装品ケーシング（30）の後板（34）に取り付けられている。具体的に、各制御基板（57,58）は、後板（34）の左上隅に配置される。ケーシング本体（31）の下板（33）では、各制御基板（57,58）の下方に位置する部分（36b）に複数の流出口（39）が形成されていない。各制御基板（57,58）には、電源（21）の電力がトランス（76）を介して供給される。具体的に、各制御基板（57,58）は、トランス（76）で変圧（降圧）された後の電力が供給される制御回路（77）を構成する。メイン制御基板（57）及びサブ制御基板（58）には、マイコンや通信機器等の電子部品（57a,58a）が実装される。

ノイズフィルタ実装基板（59）は、ケーシング本体（31）の後板（34）のうち左右中央の部分に取り付けられる。

〔リアクトル及びトランス〕
図３及び図５に示すように、電装品ユニット（20）は、リアクトル（73）及びトランス（76）を備えている。リアクトル（73）及びトランス（76）は、電装品ケーシング（30）の内部空間（40）に収容される。

具体的に、リアクトル（73）は、第１ヒートシンク（61）に取り付けられる。即ち、第１ヒートシンク（61）の右側部分は、第１支持板（51）よりも右側方に突出している（図３を参照）。リアクトル（73）は、第１ヒートシンク（61）の延出部（61a）の表面（ケーシング本体（31）側の面）に取り付けられる。リアクトル（73）は、第１流通口（42）の近傍に配置されている。また、リアクトル（73）は、上下方向（即ち、流出口（39）の空気通過方向）において、複数の流出口（39）と少なくとも一部が重なっている（図５を参照）。これにより、リアクトル（73）は、内部空間（40）において、複数の流入口（47b）ないし第１流通口（42）から複数の流出口（39）までの間に形成される空気流れの経路（例えば図５の破線矢印を参照）に、少なくとも一部が跨がる配置となる。従って、内部空間（40）を流れる空気によるリアクトル（73）の放熱効果が向上する。

トランス（76）は、ケーシング本体（31）の後板（34）のうち上板（32）と右板（35）の間の隅部に取り付けられる。これにより、トランス（76）は、インバータ基板（55）ないし第１流通口（42）の右側で且つトランス（76）の上側に位置する。より詳細に、トランス（76）は第１流通口（42）の近傍に配置されている。またトランス（76）は、上下方向（即ち、流出口（39）の空気通過方向）において、複数の流出口（39）と少なくとも一部が重なっている。これにより、トランス（76）は、内部空間（40）において、複数の流入口（47b）ないし第１流通口（42）から複数の流出口（39）までの間に形成される空気流れの経路（例えば図５の破線矢印を参照）に、少なくとも一部が跨がる配置となる。従って、内部空間（40）を流れる空気によるトランス（76）の放熱効果が向上する。

インバータ基板（55）、ファン用電源基板（56）、メイン制御基板（57）、サブ制御基板（58）、及びノイズフィルタ実装基板（59）は、リアクトル（73）と複数の流出口（39）との間に配置されておらず、トランス（76）と複数の流出口（39）との間にも配置されていない。つまり、インバータ基板（55）及び各制御基板（57,58）を含むプリント基板のいずれもが、リアクトル（73）と複数の流出口（39）との間以外の位置に配置される。また、インバータ基板（55）及び各制御基板（57,58）を含むプリント基板のいずれもが、トランス（76）と複数の流出口（39）との間以外の位置に配置される。このため、リアクトル（73）及びトランス（76）の近傍を通過した後の空気が、各プリント基板（55,56,57,58,59）を通過することを確実に回避できる。

〔冷却ユニット〕
電装品ユニット（20）は、空気調和装置の運転中、ないし圧縮機（16）の作動中において、電装品ケーシング（30）の内部空間（40）の各種の部品を冷却するための冷却ユニット（60）を備えている。図２〜図４、図６に示すように、冷却ユニット（60）は、第１ヒートシンク（61）、第２ヒートシンク（62）、第１冷却板（63）、第２冷却板（64）、及び冷却用伝熱管（65）を備えている。第１ヒートシンク（61）及び第１冷却板（63）は、第１熱伝導部材（66）を構成し、第２ヒートシンク（62）及び第２冷却板（64）は、第２熱伝導部材（67）を構成する。

第１ヒートシンク（61）及び第２ヒートシンク（62）は、熱伝導率の高い略板状の部材で構成される。第１ヒートシンク（61）は、インバータ基板（55）のパワーモジュール（78）の表面に密着するように、第１支持板（51）の裏側に配置される。第１ヒートシンク（61）の延出部（61a）には、リアクトル（73）の基部が密着する。第２ヒートシンク（62）は、ファン用電源基板（56）の各電子部品等に密着するように、第２支持板（52）の裏側に配置される。

第１冷却板（63）及び第２冷却板（64）は、熱伝導率の高い扁平な部材で構成される。第１冷却板（63）は、第１ヒートシンク（61）に密に固定され、第２冷却板（64）は、第２ヒートシンク（62）に密に固定される。第１冷却板（63）及び第２冷却板（64）の前面には、２本の溝（68）が形成されている。これらの溝（68）は、各冷却板（63,64）の左右の両端に亘って水平方向に延びている。各溝（68）の縦断面は、略円弧状に形成される。

冷却用伝熱管（65）は、冷媒回路の例えば高圧ラインに接続されている。冷却用伝熱管（65）は、互いに平行な２本の直管部（65a）と、該２つの直管部（65a）の一方の端部を連結するＵ字部（65b）とを有する。冷却用伝熱管（65）の２本の直管部（65a）は、各冷却板（63,64）の各溝（68）にそれぞれ密に嵌合する。

冷却ユニット（60）は、圧縮機（16）の運転が立ち上がったときに、冷却用伝熱管（65）を流れる冷媒と、インバータ基板（55）のパワーモジュール（78）とを熱交換させる。また、冷却ユニット（60）は、冷却用伝熱管（65）を流れる冷媒と、ファン用電源基板（56）の電子部品等とを熱交換させる。これにより、インバータ基板（55）のパワーモジュール（78）や、ファン用電源基板（56）の電子部品等は、冷媒回路を流れる冷媒によって冷却される。

〔電力変換装置〕
次いで、圧縮機（16）のモータ（22）を駆動するための電力変換装置（70）の概略の構成について、図７を参照しながら説明する。

電力変換装置（70）は、交流の電源（21）に接続される。電力変換装置（70）は、電源回路（71）と、制御回路（77）と、電源回路（71）及び制御回路（77）の間に接続されるトランス（76）とを有している。

電源回路（71）には、４つのダイオード（72a）と、リアクトル（73）と、コンデンサ（74）とを有する。４つのダイオード（72a）は、ブリッジ状に結線されることでコンバータ回路（72）（ダイオードブリッジ回路）を構成している。リアクトル（73）は、このコンバータ回路（72）の正極側の出力ノードに接続される。コンデンサ（74）は、コンバータ回路（72）の正及び負の出力ノードの間に接続される。

電源回路（71）は、コンバータ回路（72）の出力を三相交流に変換してモータ（22）に供給するインバータ回路（75）を有する。インバータ回路（75）には、２つのスイッチング素子（75a）が互いに直列接続された、３つのスイッチングレグを備えている。各スイッチングレグにおける上アームのスイッチング素子（75a）と、下アームのスイッチング素子（75a）との中点が、それぞれモータ（22）の各相のコイルに接続されている。インバータ回路（75）は、各スイッチング素子（75a）のオンオフ動作により、直流電圧を三相交流電圧に変換し、モータ（22）へ供給する。これらのスイッチング素子（75a）は、上述したパワーモジュール（78）に封入される。

トランス（76）は、電源（21）の電圧を降下させ、降下させた後の電力を制御回路（77）に供給する。制御回路（77）は、ＰＭＷ制御を行うように各スイッチング素子（75a）のオンオフを切り換える。

〈運転動作〉
まず、空気調和装置の基本的な運転動作について説明する。空気調和装置の運転中には、圧縮機（16）及び室外ファン（17）が作動し、冷媒回路で冷凍サイクルが行われる。例えば冷房時の冷媒回路では、圧縮機（16）で圧縮された冷媒が、室外熱交換器（15）で放熱ないし凝縮し、膨張弁で減圧された後、室内熱交換器で蒸発する。暖房時の冷媒回路冷媒回路では、圧縮機で圧縮された冷媒が、室内熱交換器で放熱ないし凝縮し、膨張弁で減圧された後、室外熱交換器（15）で蒸発する。

図１に示す室外ユニット（10）では、室外空気が室外ケーシング（11）の吸込口を通過し、室外熱交換器（15）を通過する。室外熱交換器（15）では、冷媒と室外空気とが熱交換する。室外熱交換器（15）を通過した空気は、吸込側空間（18）、吹出側空間（19）を順に流れ、室外ケーシング（11）の吹出口より外部上方へ吹き出される。

〈電源投入時の動作〉
本実施形態の室外ユニット（10）は寒冷地の室外に配置される。このため、空気調和装置の運転開始前には、電装品ケーシング（30）の内部の温度が極めて低い温度（例えば−３０℃）になっていることがある。このような条件において、圧縮機（16）を起動して空気調和装置の運転を立ち上げる場合、インバータ基板（55）、ファン用電源基板（56）、メイン制御基板（57）、サブ制御基板（58）等の電子部品（55a,56a,57a,58a）の周囲の雰囲気温度が、これらの電子部品（55a,56a,57a,58a）の作動を補償する温度よりも低くなってしまい、圧縮機（16）や室外ファン（17）を正常に起動できない可能性がある。

そこで、本実施形態では、電装品ケーシング（30）の内部空間（40）にトランス（76）を配置している。即ち、空気調和装置の運転指令に伴い電源（21）がＯＮされると、まず、電源（21）とトランス（76）が通電状態になる。従って、電装品ユニット（20）では、他の部品よりも先にトランス（76）が作動し、トランス（76）から熱が生じる。この際、当然に圧縮機（16）や室外ファン（17）は未だ定常運転には至っていない。

このようにトランス（76）が発熱すると、この熱は対流によって内部空間（40）を移動する。これにより、各電子部品（55a,56a,57a,58a）の周囲の雰囲気温度が所定温度（例えば５℃程度）上昇する。従って、本実施形態では、空気調和装置の運転立ち上げ時において、各電子部品（55a,56a,57a,58a）が作動する温度が補償される。この結果、これらの電子部品（55a,56a,57a,58a）を正常に作動させることができ、ひいては圧縮機（16）や室外ファン（17）を正常に作動させることができる。

〈運転立ち上げ後の動作〉
圧縮機（16）や室外ファン（17）が立ち上がり、空気調和装置が定常運転に至ると、電装品ケーシング（30）の内部の各電子部品から熱が発生する。特に、例えばインバータ基板（55）では、スイッチング素子（75a）の動作に伴いパワーモジュール（78）から熱が放出される。このため、電装品ケーシング（30）の内部空間（40）の温度が上昇していく。

一方、このように空気調和装置が定常運転に至ったとしても、トランス（76）から依然として熱が放出される。このため、空気調和装置の立ち上げ後においては、トランス（76）の熱の影響により、電装品ケーシング（30）の内部空間（40）の温度が過剰に上昇してしまうおそれがある。

そこで、本実施形態では、冷却ユニット（60）によって、内部空間（40）の温度上昇を抑制している。まず、空気調和装置が定常運転に至り、冷媒回路で冷凍サイクルが行われると、冷却用伝熱管（65）の内部を冷媒が流れる。これにより、インバータ基板（55）のパワーモジュール（78）や、ファン用電源基板（56）の他の電子部品などが冷媒によって冷却される。

より詳細に、インバータ基板（55）のパワーモジュール（78）から熱が発生すると、この熱は、第１ヒートシンク（61）、第１冷却板（63）、冷却用伝熱管（65）の直管部（65a）を順に伝わり、該直管部（65a）内を流れる冷媒に放出される。これにより、パワーモジュール（78）から発生する熱は、電装品ケーシング（30）の外部、ひいては室外ケーシング（11）の外部へ放出される。

また、ファン用電源基板（56）の電子部品等から熱が発生すると、この熱は、第２ヒートシンク（62）、第２冷却板（64）、冷却用伝熱管（65）の直管部（65a）を順に伝わり、該直管部（65a）を流れる冷媒に放出される。これにより、パワーモジュール（78）から発生する熱は、電装品ケーシング（30）の外部、ひいては室外ケーシング（11）の外部へ放出される。

加えて、本実施形態では、空気調和装置が定常運転に至ると、図５及び図６に示すように、室外ファン（17）が搬送する空気によって、内部空間（40）の温度上昇を抑制している。即ち、室外ファン（17）が立ち上がると、室外ファン（17）の吸込側空間（18）が負圧となり、室外ファン（17）の吹出側空間（19）が正圧となる。電装品ケーシング（30）の下板（33）に形成された複数の流出口（39）は、負圧空間である吸込側空間（18）に向かって開口している。このため、流出口（39）の近傍の空気が吸い込まれることにより、内部空間（40）では、空気流れが生じる。

具体的に、まず吹出側空間（19）の空気は、第１ダクト（37）及び第２ダクト（38）を通過し、電装品ケーシング（30）の前側の前側空間（46）へ流出する。前側空間（46）の空気は、複数の流入口（47b）、第１流通口（42）、及び第２流通口（43）を通じて、内部空間（40）へ流入する。内部空間（40）の空気は、複数の流出口（39）を指向するように下方へ流れる。

より詳細には、第１流通口（42）から下方へ流れた空気は、インバータ基板（55）の周囲を通過する。この空気は、インバータ基板（55）の電子部品（55a）やパワーモジュール（78）の放熱にも利用された後、複数の流出口（39）より吸込側空間（18）へ流出する。また、第１流通口（42）からトランス（76）側に向かって側方へ流れた空気は、トランス（76）、リアクトル（73）を順に通過し、トランス（76）及びリアクトル（73）の放熱に利用される。トランス（76）やリアクトル（73）の熱を奪った空気は、他のプリント基板（55,56,57,58）を通過することなく、複数の流出口（39）より吸込側空間（18）へ流出する。

第２流通口（43）から下方へ流れた空気は、ファン用電源基板（56）の周囲を通過する。この空気は、ファン用電源基板（56）の電子部品（56a）の放熱に利用された後、複数の流出口（39）より吸込側空間（18）へ流出する。

−実施形態の効果−
上記実施形態では、空気調和装置の運転指令に伴い電源（21）がＯＮされると、電装品ケーシング（30）の内部空間（40）に収容されたトランス（76）が作動する。これにより、トランス（76）の熱により、各プリント基板（55,56,57,58）の電子部品（55a,56a,57a,58a）の周囲の雰囲気温度を上昇させることができる。従って、各電子部品（55a,56a,57a,58a）の作動を補償でき、圧縮機（16）や室外ファン（17）を確実に立ち上げることができる。

一方、空気調和装置の運転が定常状態に至ると、冷却ユニット（60）がパワーモジュール（78）を冷却する。これにより、パワーモジュール（78）の熱を電装品ケーシング（30）の外部へ逃がすことができるので、トランス（76）の発熱に起因して内部空間（40）の温度が上昇することを回避できる。

加えて、空気調和装置の運転が定常状態に至ると、室外ファン（17）が搬送する空気が内部空間（40）を流通する。これにより、内部空間（40）の熱を外部へ放出できるため、トランス（76）の発熱に起因して内部空間（40）の温度が上昇することを回避できる。

ここで、トランス（76）は、複数の流出口（39）と空気の通過方向に重なる位置になるため、内部空間（40）を流れる空気がトランス（76）を通過しやすくなる。このため、トランス（76）の放熱効果が向上する。また、トランス（76）やリアクトル（73）を通過した空気は、各プリント基板（55,56,57,58,59）を通過しない位置にあるため、トランス（76）やリアクトル（73）の熱により、各プリント基板（55,56,57,58,59）の周囲温度が過剰に高くなることを回避できる。

《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。

上記実施形態の冷却ユニット（60）は、冷媒回路を流れる冷媒によってパワーモジュール（78）を冷却する冷媒冷却方式である。しかし、冷却ユニット（60）は、例えば室外ファン（17）や他のファンの搬送空気によってパワーモジュール（78）を冷却する空冷方式であってもよい。

上記実施形態では、トランス（76）の熱によって電源基板であるインバータ基板（55）の電子部品（55a）の周囲温度を上昇させている。しかし、トランス（76）の熱によって、例えばコンバータ回路を有する電源基板の周囲温度を上昇させるようにしてもよい。

上記実施形態の熱搬送ユニットは、空気調和装置の室外ユニットである。しかし、熱搬送ユニットは、室内に設置される室内ユニットであってもよい。また、熱搬送ユニットは、例えば庫内を冷却する冷凍機や、いわゆるチリングユニット、給湯装置等の熱源ユニットであってもよい。

以上説明したように、本発明は、冷凍装置の熱搬送ユニットについて有用である。

１０ 熱搬送ユニット（室外ユニット）
１５ 熱交換器（室外熱交換器）
１６ 圧縮機
１７ ファン（室外ファン）
１８ 吸込側の空間
２１ 電源
３０ 電装品ケーシング
３９ 流出口
４０ 内部空間
４７ｂ 流入口
５５ インバータ基板（電源基板）
５７ メイン制御基板（制御基板）
５８ サブ制御基板（制御基板）
６０ 冷却ユニット
６５ 冷却用伝熱管（伝熱管）
６６ 熱伝導部材
７６ トランス
７８ パワーモジュール（電子図品）

Claims (5)

1. 冷凍装置の熱搬送ユニットであって、
   電源（21）に接続するトランス（76）と、
   上記トランス（76）から電力が供給される制御基板（57,58）と、
   上記電源（21）の電力を圧縮機（16）へ供給する電源基板（55）と、
   上記制御基板（57,58）及び上記電源基板（55）とともに、上記トランス（76）を収容する内部空間（40）を形成する電装品ケーシング（30）と、
   上記圧縮機（16）の作動中に上記電源基板（55）の電子部品（78）を冷却する冷却ユニット（60）とを備えている
   ことを特徴とする冷凍装置の熱搬送ユニット。
2. 請求項１において、
   熱交換器（15）と、
   上記熱交換器（15）を通過する空気を搬送するファン（17）とを備え、
   上記電装品ケーシング（30）には、空気の流入口（47b）と流出口（39）とが形成され、
   上記流出口（39）は、上記ファン（17）の吸込側の空間（18）に開口している
   ことを特徴とする冷凍装置の熱搬送ユニット。
3. 請求項２において、
   上記トランス（76）は、上記流出口（39）の空気通過方向において、該流出口（39）と少なくとも一部が重なるように配置されている
   ことを特徴とする冷凍装置の熱搬送ユニット。
4. 請求項２又は３において、
   上記制御基板（57,58）及び上記電源基板（55）は、上記トランス（76）と上記流出口（39）の間以外の位置に配置される
   ことを特徴とする冷凍装置の熱搬送ユニット。
5. 請求項１乃至４のいずれか１つにおいて、
   上記冷却ユニット（60）は、
   上記電装品ケーシング（30）の外部に配置され、上記圧縮機（16）が搬送する冷媒が流れる伝熱管（65）と、
   上記電装品ケーシング（30）を貫通し、上記電源基板（55）の電子部品であるパワーモジュール（78）と上記伝熱管（65）とに接触する熱伝導部材（66）とを備えている
   ことを特徴とする冷凍装置の熱搬送ユニット。

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