JP2021042875A - ダクト及びそれを備えた電装ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】流体が流通する流路を形成するとともに、重量があり、かつ、作動熱を発する電装部品用の冷却構造を担わせることができるダクト及びそれを備えた電装ユニットを提供する。【解決手段】室外機の機械室１２を画定するベース部材とドレンパンとの間に設置されるダクトであって、ベース部材及びドレンパンに接続され、電装箱とともに流路を形成し、一の外側面に流路と連通する連通口７０が設けられた筐体５２と、一の外側面に接続され連通口７０を包囲するとともに、下方が第４開口８０とされたサブ流路７８を一の外側面とともに形成するリアクタカバー６６とを備えている。【選択図】図７

Description

本発明は、ダクト及びそれを備えた電装ユニットに関する。

例えば、ビル用マルチエアコンの室外機の機械室には、電装部品等が収容された電装箱が設けられる。電装箱に収容される電装部品の中には、例えばパワー素子など通電時に発熱する発熱部品がある。

電装部品を適正な温度環境下で作動させるために発熱部品を冷却する必要があり、例えば特許文献１には、発熱部品に熱的に接続された放熱フィンをダクト内の冷却風に晒すことで発熱部品を冷却することが開示されている。

特開２００６−１２５６９６号公報

このようなダクトは、放熱フィンを収容するために所定の寸法を確保する必要があるが、機械室の空間を相応に占有してしまう。しかし、放熱フィンの冷却効率を考慮すればダクトの省略は現実的ではない。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、流体が流通する流路を形成するとともに、重量があり、かつ、作動熱を発する電装部品用の冷却構造を担わせることができるダクト及びそれを備えた電装ユニット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、本発明のダクト及びそれを備えた電装ユニットは以下の手段を採用する。
すなわち、本発明の一態様に係るダクトは、室外機の機械室を画定するベース部材とドレンパンとの間に設置されるダクトであって、前記ベース部材及び前記ドレンパンに接続され、電装箱とともに流路を形成し、一の外側面に前記流路と連通する連通口が設けられた筐体と、前記一の外側面に接続され前記連通口を包囲するとともに、下方が開口とされたサブ流路を前記一の外側面とともに形成する外側カバーとを備えている。

本態様に係るダクトによれば、ベース部材及びドレンパンに接続され流体が流通する流路を電装箱とともに形成し、一の外側面に流路と連通する連通口が設けられた筐体と、一の外側面に接続され連通口を包囲するとともに、下方が開口とされたサブ流路を一の外側面とともに形成する外側カバーとを備えている。これによれば、流体の流通にともなうベンチュリ効果によって連通口近傍の静圧が低下する。そうすると、サブ流路の下方にある開口から連通口に向かって流体の流れが形成される。この流れが形成されている部分に、作動熱を発する電装部品を取り付けることで、ダクトを用いて電装部品用の冷却構造とすることができる。このとき、連通口は、サブ流路の下方にある開口が位置する空間（機械室の内部）よりも負圧になりやすい流路に設けることが好ましい。
また、筐体の強度を確保しておけば、例えばリアクタなど重量のある電装部品を取り付けることができる。そうすると、重量のある電装部品を電装箱に収容する必要がなくなり、電装箱の軽量化が実現できる。なお、リアクタは比較的に故障頻度が少ない電装部品なので、電装箱に比べてアクセスが容易でないサブ流路にリアクタを配置したとしても、メンテナンスの手間は増加しにくい。
なお、筐体及び電装箱によって形成される流路には、例えば、電装箱に収容され作動熱を発する電装部品を冷却する放熱フィンが晒される。

また、本発明の一態様に係るダクトにおいて、前記連通口は、前記開口よりも小さい面積とされている。

本態様に係るダクトによれば、連通口は、サブ流路の下方にある開口よりも小さい面積とされている。これによれば、サブ流路の全体に流体の流れを形成することができる。

また、本発明の一態様に係るダクトは、前記カバーの内側において、前記一の外側面に接続され前記連通口の下方を覆う内側カバーを備えている。

本態様に係るダクトによれば、外側カバーの内側において、一の外側面に接続され連通口の下方を覆う内側カバーを備えている。これによれば、筐体の内側面に付着した水滴（ドレン）が連通口を介して筐体の外側面に伝った場合であっても、内側カバーによって水滴が更に連通口の下方に伝うことを抑制できる。このため、例えば、内側カバーの下方における筐体の外側面に電装部品を設けたとしても、電装部品が水滴によって故障することを回避できる。

また、本発明の一態様に係る電装ユニットは、上述のダクトと、前記外側カバーの内側において、前記一の外側面に設けられた作動熱を発する電装部品とを備えている。

本態様に係る電装ユニットによれば、上述のダクトと、外側カバーの内側において、一の外側面に設けられた作動熱を発する電装部品とを備えている。これによれば、サブ流路を流通する流体によって作動熱を発する電装部品（例えばリアクタ）を冷却することができる。

また、本発明の一態様に係る電装ユニットは、上述のダクトと、前記外側カバーの内側、かつ、前記内側カバーの下方において、前記一の外側面に設けられた作動熱を発する電装部品と、を備えている。

本態様に係る電装ユニットによれば、上述のダクトと、外側カバーの内側において、一の外側面に設けられた作動熱を発する電装部品とを備えている。これによれば、サブ流路を流通する流体によって作動熱を発する電装部品（例えばリアクタ）を冷却することができる。
また、筐体の内側面にある水滴（ドレン）が連通口を介して筐体の外側面に伝った場合であっても、内側カバーによって水滴が更に連通口の下方に伝うことを抑制できる。このため、電装部品が水滴によって故障することを回避できる。

本発明に係るダクト及びそれを備えた電装ユニットによれば、流体が流通する流路を形成するとともに、重量があり、かつ、作動熱を発する電装部品用の冷却構造を担わせることができる。

本発明の一実施形態に係る電装ユニットの機械室内における正面斜視図である。 本発明の一実施形態に係る電装ユニットの機械室内における背面斜視図である。 本発明の一実施形態に係るダクトの正面斜視図である。 本発明の一実施形態に係る電装ユニットが設置された室外機の側面図である。 本発明の一実施形態に係るダクトの上面斜視図である。 本発明の一実施形態に係る電装ユニットの背面斜視図である。 本発明の一実施形態に係るダクトの側面斜視図である。 図７に示すダクトの側断面図である。 図８に示すダクトのドレンカバーの構成を示したである。 図７に示すダクトの平断面図である。 ダクトとドレンパンとの接続部付近の部分拡大斜視図である。 ダクトとドレンパンとの接続部付近の部分拡大斜視図である。 ダクトとドレンパンとの接続部付近の部分拡大側面図である。

以下、本発明の一実施形態に係るダクト及びそれを備えた電装ユニットについて図面を用いて説明する。

図１及び図２に示すように、電装ユニット１０は、例えば、ビル用マルチエアコンの室外機に画定された機械室１２に設置されるものであって、エアコンの制御を実行する電装部品等が収容される電装箱９０や電装箱９０が固定されるダクト５０付近の構造物である。

電装ユニット１０は、ダクト５０と、ダクト５０の前面に設置され、電装部品９４が収容された電装箱９０とを備えている。
なお、ここで言う「前面」とは、図１において手前側に位置する面である。

図２及び図３に示すように、ダクト５０は、立方体形状に作製された箱型であって前面、上面及び下面が開口とされた筐体５２、筐体５２の上面の開口を閉塞する第１蓋部材５８及び筐体５２の下面の開口を閉塞する第２蓋部材５９を有している。

筐体５２の前面の開口は、後述の放熱フィン９６が挿入されるための入口とされる。また、筐体５２の上面の開口は、後述する流路７２の第１開口７４となる。また、筐体５２の下面の開口は、後述する流路７２の第２開口７６となる。

図４に示すように、機械室１２の上部には熱交換器室１４が画定され、室外熱交換器１６及び室外機用ファン１８が設置されている。熱交換器室１４は後述のドレンパン２０に形成された筒状部２２を介して流路７２と連通している。このため、室外機用ファン１８により発生する気流が室外熱交換器１６を通過することで熱交換器室１４内が減圧されたとき、外気と熱交換器室１４との間に圧力差が発生して流路７２に空気の流れが形成される。
なお、図３及び図５に示すように、筐体５２の上部に気流を発生させるためのファン６２を設けてもよく、この場合は、ファン６２が駆動することで流路７２を流れる空気の風量が増加される。ただし、室外機用ファン１８によって流路７２に十分な風量が確保される場合はファン６２を省略してもよい。

第１蓋部材５８は、ファン６２の形状に対応した２つの開口が形成された板状の部材とされ、筐体５２の内側面に接続されている。このとき、第１蓋部材５８が、筐体５２に対して梁のような補強部材として機能する。このため、ダクト５０を第１蓋部材５８によって剛な構造とすることができる。
なお、ファン６２を設けない場合、第１蓋部材５８の開口の形状をファン６２に対応させる必要はなく、十分な風量の空気が流路７２を流れるだけの任意の形状とされた開口が形成されていればよい。

図３に示すように、第２蓋部材５９は、通気用の２つの開口が形成された板状の部材とされ、筐体５２の内側面に接続されている。このとき、第２蓋部材５９が、筐体５２に対して梁のような補強部材として機能する。このため、ダクト５０を第２蓋部材５９によって剛な構造とすることができる。
なお、通気用の開口の形状は図示されたものに限定されることはなく、十分な風量の空気が流路７２を流れるだけの任意の形状のとされた開口が形成されていればよい。

図３及び図６に示すように、筐体５２には、内部の空間を水平方向（同図において左右方向）に分割する縦仕切り板６０が設けられている。

縦仕切り板６０は、上下方向に延在している板状の部材であって、その上部が第１蓋部材５８に接続され、下部が第２蓋部材５９に接続され、背後が筐体５２に接続されている。縦仕切り板６０は、筐体５２、第１蓋部材５８及び第２蓋部材５９を接続するのでダクト５０を更に剛な構造とすることができる。

図２及び図３に示すように、筐体５２の前面側縁には、両側に広がる対電装箱用フランジ部５４が形成されている。
対電装箱用フランジ部５４は、後述する電装箱９０の背面に対して面で接触するように構成されている。

図３及び図６に示すように、筐体５２の底部には、筐体５２の角辺から広がる対ベース用フランジ部６５が形成されている。
対ベース用フランジ部６５は、後述するベース部材４０に対して面で接触するように構成されている。

図３及び図５に示すように、筐体５２の前側上部の左右には、上方に張り出し横断面がコの字形状とされた２つの対筒状部用接続部５６が形成されている。
対筒状部用接続部５６には、後述する筒状部２２との締結に用いられるビスが螺合するネジ穴５７が形成されている。

図６に示すように、筐体５２の前面の開口を塞ぐように電装箱９０が取り付けられたとき、電装箱９０と筐体５２とによって流路７２が形成される。
流路７２は、上下の端面が開口している。このとき、上側の開口が第１開口７４とされ、下側の開口が第２開口７６とされる。

図３に示すように。筐体５２の側面（同図において左側面）には、流路７２と筐体５２の外部とを連通させる連通口７０が形成されている。

図７及び図８に示すように、連通口７０は、筐体５２の外側面において、リアクタカバー（外側カバー）６６に覆われている。

リアクタカバー６６は、筐体５２の外側面に接続され、筐体５２とともにサブ流路７８を形成している。

サブ流路７８の下方には、連通口７０よりも開口面積が大きい第４開口８０が形成されており、外部空間（機械室１２の空間）と連通している。

連通口７０は、リアクタカバー６６の内側において、下方側からドレンカバー（内側カバー）６８によって覆われている。

ドレンカバー６８は、筐体５２の外側面に接続されるとともに上方に開口が形成されている。

図９に示すように、ドレンカバー６８は、筐体５２の内側面に付着しているドレン水のうち、連通口７０を介して筐体５２の外側面に導かれたドレン水を受けることができる。これによって、ドレン水が連通口７０の下方に伝うことを回避できる。

図７に示すように、リアクタカバー６６の内側、かつ、ドレンカバー６８の下方において、筐体５２の外側面にはリアクタ（作動熱を発する電装部品）８６が設けられている。

リアクタ８６は、鉄心（コア）やコイルから構成されており、回路基板等に比べて重量が大きい電装部品とされているが、強度が確保されたダクト５０（筐体５２）にリアクタ８６を取り付けることで、筐体５２とリアクタ８６とを強固に接続することができる。これによって、例えば圧縮機等の運転によって生じる振動の影響を受け難くなる。

図１に示すように、電装箱９０は、立方体形状に作製された箱型の筐体９２を有している。

筐体９２の内部には、エアコンの制御を実行するための複数種類の電装部品９４が収容されている。
このとき、上述の通り、リアクタ８６は電装箱９０とは別個に配置されている。このため、筐体９２にリアクタ８６が収容された場合に比べて、電装箱９０の重量（収容物を含めた重量）を低減することができる。また、重量の大きいリアクタ８６を支持させるための強度を筐体９２そのものに持たせる必要がなくなるので、例えば筐体９２を形成する板金の板厚を薄くすることで、筐体９２の重量を低減することができる。

図６に示すように、電装箱９０の背面には、電装部品９４を冷却するための放熱フィン９６が突出するように設けられている。

電装箱９０は、放熱フィン９６がダクト５０の収容されるように、ダクト５０の対電装箱用フランジ部５４に対して固定される。なお、固定の手段としては、例えばボルト・ナットによる締結とされる。

放熱フィン９６がダクト５０に収容された状態でファン６２を駆動することで、流路７２に発生する気流によって放熱フィン９６を冷却（空冷）することができる。

また、図８に示すように、その気流によって流路７２の圧力（静圧）が低下して、連通口７０からサブ流路７８を介して機械室１２の空気が吸い込まれる。このとき、サブ流路７８に形成された気流がリアクタ８６を冷却する。

図３及び図６に示すように、筐体５２の内側面及び縦仕切り板６０には遮風部材６４が取り付けらてれている。
図６及び図１０に示すように、遮風部材６４は、ダクト５０の収容された放熱フィン９６の上下端の周囲と筐体５２の内側面との隙間、及び、放熱フィン９６の上下端の周囲と縦仕切り板６０の側面との隙間を閉塞するコの字形状の板状部材とされる。

図１０において、流路７２には紙面垂直方向に空気が流通する。このとき、放熱フィン９６の周囲と筐体５２及び縦仕切り板６０の内側面との隙間を遮風部材６４によって閉塞することで、空気を確実に放熱フィン９６に導くことができる。

また、遮風部材６４は、筐体５２と縦仕切り板６０とを接続するのでダクト５０を更に剛な構造とすることができる。

図１及び図２に示すように、ダクト５０は、機械室１２を画定する部材とされたベース部材４０及びドレンパン２０に対して固定支持されている。

ベース部材４０は、機械室１２の下方に配置された面状の部材とされ、その上面と筐体５２の対ベース用フランジ部６５とが締結部材によって固定される。

図１に示すように、ベース部材４０には、凸条の支持桁４２が２本並列して設けられている。電装箱９０はこの２本の支持桁４２に載置されている。
ただし、電装箱９０がダクト５０に固定されている状態においては、電装箱９０の荷重は、そのほとんどが支持桁４２ではなく剛に構成されたダクト５０によって支えられている。言い換えると、強度が確保されたダクト５０（筐体５２）に電装箱９０を取り付けることで、筐体５２と電装箱９０とを強固に接続している。

ドレンパン２０は、ベース部材４０に対向するように機械室１２の上方に配置された面状の部材とされ、その下面に筐体５２の上部が固定される。

以下、ドレンパン２０と筐体５２との接続について詳細に説明する。
図１１に示すように、ドレンパン２０の下面には、下方へ向かって所定の長さだけ延出している筒状部２２が形成されている。

筒状部２２の下端は、筐体５２と電装箱９０とによって形成された流路７２の第１開口７４の開口形状に対応する第３開口２４が形成されている。

筒状部２２の側面には、面方向に張り出した板状の対ダクト用フランジ部２６が接続されている。

対ダクト用フランジ部２６には、筐体５２との締結に用いられるビスの軸部が挿通される挿通穴２８が形成されている。

なお、同図において、対ダクト用フランジ部２６は筒状部２２の手前側の側面に接続されているが、筐体５２の対筒状部用接続部５６と対応させるために、図示しない筒状部２２の奥側の側面にも接続されている。

このように構成された筒状部２２の第３開口２４と流路７２の第１開口７４とが一致する位置にダクト５０を配置する。

このとき、筐体５２の上端と筒状部２２の下端との継ぎ目には僅かな隙間ができることがある。このため、継ぎ目を囲うように構成された帯状の継ぎ目カバー３０を設けてもよい。この継ぎ目カバー３０によって、継ぎ目から空気が漏洩することを抑制できる。

そして、図１２に示すように、対筒状部用接続部５６、対ダクト用フランジ部２６及び継ぎ目カバー３０をビスによって一体に締結する。これによって、図１３に示すように、ドレンパン２０と筐体５２とが接続・固定される。

なお、図１に示すように、筒状部２２の内部はドレンパン２０の上面側の空間（熱交換器室１４）に連通しているため、流路７２は熱交換器室１４に連通することとなる。このため、筐体５２の内側面にはドレン水が付着することがある。

ただし、このドレン水が連通口７０を介して筐体５２の外側面に導かれたとしても、先述の通り、ドレンカバー６８によってドレン水を受けることができる。

本発明によれば、以下の効果を奏する。
筐体５２の外側面に接続され連通口７０を包囲するとともに下方が第４開口８０とされたサブ流路７８を筐体５２の外側面とともに形成するリアクタカバー６６を備えている。これによれば、流路７２の流体の流通にともなうベンチュリ効果によって連通口７０近傍の静圧が低下する。そうすると、サブ流路７８の下方にある第４開口８０から連通口７０に向かって流体の流れが形成される。この流れが形成されている部分に、作動熱を発するリアクタ８６を取り付けることで、ダクト５０を用いてリアクタ８６用の冷却構造とすることができる。
また、筐体５２の強度を確保しておけば、リアクタ８６のように重量のある電装部品を取り付けることができる。そうすると、重量のある電装部品を電装箱９０に収容する必要がなくなり、電装箱９０の軽量化が実現できる。なお、リアクタ８６は比較的に故障頻度が少ない電装部品なので、電装箱９０に比べてアクセスが容易でないサブ流路７８にリアクタ８６を配置したとしても、メンテナンスの手間は増加しにくい。

また、連通口７０は、サブ流路７８の下方にある第４開口８０よりも小さい面積とされている。これによれば、サブ流路７８の全体に流体の流れを形成することができる。

また、リアクタカバー６６の内側において、筐体５２の外側面に接続され連通口７０の下方を覆うドレンカバー６８を備えている。これによれば、筐体５２の内側面に付着した水滴（ドレン）が連通口７０を介して筐体５２の外側面に伝った場合であっても、ドレンカバー６８によって水滴が更に連通口７０の下方に伝うことを抑制できる。このため、例えば、ドレンカバー６８の下方における筐体５２の外側面にリアクタ８６を設けたとしても、リアクタ８６が水滴によって故障することを回避できる。

１０ 電装ユニット
１２ 機械室
２０ ドレンパン
２２ 筒状部
２４ 第３開口
２６ 対ダクト用フランジ部
２８ 挿通穴
３０ 継ぎ目カバー
４０ ベース部材
４２ 支持桁
５０ ダクト
５２ 筐体
５４ 対電装箱用フランジ部
５６ 対筒状部用接続部
５７ ネジ穴
５８ 第１蓋部材
５９ 第２蓋部材
６０ 縦仕切り板
６２ ファン
６４ 遮風部材
６５ 対ベース用フランジ部
６６ リアクタカバー（外側カバー）
６８ ドレンカバー（内側カバー）
７０ 連通口
７２ 流路
７４ 第１開口
７６ 第２開口
７８ サブ流路
８０ 第４開口
８６ リアクタ（作動熱を発する電装部品）
９０ 電装箱
９２ 筐体
９４ 電装部品
９６ 放熱フィン

Claims (5)

1. 室外機の機械室を画定するベース部材とドレンパンとの間に設置されるダクトであって、
   前記ベース部材及び前記ドレンパンに接続され、電装箱とともに流路を形成し、一の外側面に前記流路と連通する連通口が設けられた筐体と、
   前記一の外側面に接続され前記連通口を包囲するとともに、下方が開口とされたサブ流路を前記一の外側面とともに形成する外側カバーと、
   を備えているダクト。
2. 前記連通口は、前記開口よりも小さい面積とされている請求項１に記載のダクト。
3. 前記外側カバーの内側において、前記一の外側面に接続され前記連通口の下方を覆う内側カバーを備えている請求項１又は２に記載のダクト。
4. 請求項１又は２に記載のダクトと、
   前記外側カバーの内側において、前記一の外側面に設けられた作動熱を発する電装部品と、
   を備えている電装ユニット。
5. 請求項３に記載のダクトと、
   前記外側カバーの内側、かつ、前記内側カバーの下方において、前記一の外側面に設けられた作動熱を発する電装部品と、
   を備えている電装ユニット。

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