JP2021139578A - 室外機および空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の室外機と比べて、電装箱内での発火のリスクが低減されながらも、制御部の信頼性が高められた室外機を提供する。【解決手段】室外機１００は、空気調和機の圧縮機２および室外熱交換器３を収容する室外機である。室外機１００は、室外熱交換器に送風する第１送風機４と、圧縮機２を制御する制御部５と、室外熱交換器３および第１送風機４を収容する第１空間Ｒ１と制御部を収容する第２空間Ｒ２とを区画している電装箱１１と、第２空間Ｒ２に配置されているヒートシンク８と、第２空間Ｒ２に配置されておりかつヒートシンク８に送風する第２送風機９と、第１空間Ｒ１に配置されており、かつ電装箱１１を介して制御部５およびヒートシンク８と熱的に接続された冷媒配管１０とを備える。【選択図】図１

Description

本開示は、室外機および空気調和機に関する。

従来、圧縮機、室外熱交換器、減圧装置、室内熱交換器で構成した冷凍空調装置がある。また、この種の冷凍空調装置の室外機には、圧縮機を収容する機械室、室外熱交換器および室外送風機を収容する熱交換室、および圧縮機を制御する制御部を収容する電装箱とが設けられている。一般的な電装箱には、電装箱内を放熱するために、開口部が設けられている。これにより、室外送風機が動作したときに、空気が開口部を通って熱交換室と電装箱との間を流出入し、電装箱内の熱が放熱される。

国際公開第２０１３／００１８２９号（特許文献１）には、冷媒配管が電装箱内において制御部品とは離れた位置に配置された室外機が開示されており、該室外機では、該冷媒配管内を流通する冷媒は電装箱内の空気を冷却し、制御部品は空気を介して冷却される。

国際公開第２０１３／００１８２９号

電装箱に開口部が設けられた室外機では、プリント配線板のショート等を引き起こして制御部の信頼性を低下させるおそれのある異物が開口部を介して電装箱内に侵入することを防止するための対策が求められる場合がある。この場合、電装箱内の放熱が十分に行われず、制御部の信頼性を低下させるおそれがある。

また、特許文献１の室外機では、冷媒が電装箱内で漏れるリスクを考慮して、可燃性冷媒を使用することは困難である。可燃性冷媒が電装箱内で漏れた場合には、発火のリスクがあるためである。

本開示の主たる目的は、従来の室外機と比べて、電装箱内での発火のリスクが低減されながらも、制御部の信頼性が高められた室外機および空気調和機を提供することにある。

室外機は、空気調和機の圧縮機および室外熱交換器を収容する室外機である。室外機は、室外熱交換器に送風する第１送風機と、圧縮機を制御する制御部と、室外熱交換器および第１送風機を収容する第１空間と制御部を収容する第２空間とを区画している電装箱と、第２空間に配置されているヒートシンクと、第２空間に配置されておりかつヒートシンクに送風する第２送風機と、第１空間に配置されており、かつ電装箱を介して制御部およびヒートシンクと熱的に接続された冷媒配管とを備える。

本開示によれば、従来の室外機と比べて、電装箱内での発火のリスクが低減されながらも、制御部の信頼性が高められた室外機および空気調和機を提供できる。

実施の形態１に係る室外機の断面図である。 図１に示される室外機の電装箱、冷媒配管、および電装箱内に収容されている各部材の斜視図である。 図２に示される冷却プレートおよび冷媒配管の斜視図である。 図２に示される電装箱、冷媒配管、および電装箱内に収容されている各部材と、電装箱内の空気の流れとを示す平面図である。 実施の形態２に係る室外機の部分断面図である。 実施の形態３に係る室外機の冷却プレートを示す斜視図である。 実施の形態３に係る室外機の冷却プレートの変形例を示す斜視図である。 実施の形態４に係る室外機の電装箱、冷媒配管、および電装箱内に収容されている各部材の斜視図である。 実施の形態４に係る室外機の電装箱、冷媒配管、および電装箱内に収容されている各部材の分解斜視図である。 実施の形態１に係る室外機の冷却プレートおよび冷媒配管の変形例を示す斜視図である。 実施の形態１に係る室外機の電装箱、冷媒配管、および電装箱内に収容されている各部材の変形例を示す平面図である。 実施の形態１に係る室外機の電装箱、冷媒配管、および電装箱内に収容されている各部材の他の変形例を示す斜視図である。 実施の形態１に係る室外機の電装箱および電装箱内に収容されている各部材のさらに他の変形例を示す斜視図である。 実施の形態５に係る空気調和機の冷媒回路を示す図である。

以下、図面を参照して、本実施の形態について説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。また、説明の便宜上、互いに交差するＸ方向、Ｙ方向、およびＺ方向が導入されている。Ｚ方向は、上下方向に沿っている。

実施の形態１．
実施の形態１に係る室外機１００は、空気調和機の室外機である。図１および図２に示されるように、室外機１００は、ケーシング１、圧縮機２、室外熱交換器３、第１送風機４、制御部５、箱部６、板部７、ヒートシンク８、第２送風機９、および冷媒配管１０を主に備える。

ケーシング１は、室外機１００の外郭を成している。圧縮機２、室外熱交換器３、第１送風機４、制御部５、箱部６、板部７、ヒートシンク８、第２送風機９、および冷媒配管１０は、ケーシング１の内部に配置されている。ケーシング１の内部は、箱部６および板部７により、熱交換室としての第１空間Ｒ１と、箱部６の内部空間である第２空間Ｒ２とに区画されている。箱部６および板部７は、第１空間Ｒ１と第２空間Ｒ２とを区画する電装箱１１を構成している。室外熱交換器３、第１送風機４、および冷媒配管１０は、第１空間Ｒ１に配置されている。制御部５、ヒートシンク８、および第２送風機９は、第２空間Ｒ２に配置されている。

ケーシング１には、第１空間Ｒ１とケーシング１の外部空間との間で空気を流出入するための吸気口１Ａと排気口１Ｂとが設けられている。図１に示されるように、吸気口１Ａは、少なくともＸ方向を向いて開口している。吸気口１Ａは、例えばＸ方向およびＹ方向を向いて開口している。図１に示されるように、排気口１Ｂは、Ｚ方向を向いて開口している。第１空間Ｒ１は、ケーシング１の外部空間と連通している。第１空間Ｒ１は、第２空間Ｒ２よりも上方に配置されている。

第２空間Ｒ２は、電装箱１１の箱部６により、密閉されている。ここで、密閉されているとは、水などの液体、腐食ガスなどの気体、塵埃または小動物などが第２空間Ｒ２内へ侵入することを制限できる状態を意味する。電装箱１１には、例えば開口幅が３ｍｍ未満である隙間が設けられていてもよい。言い換えると、電装箱１１の箱部６および板部７において、開口幅が３ｍｍ未満の隙間は許容される。このような電装箱も、開口幅が３ｍｍ以上である隙間が設けられている電装箱と比べて、小動物などの第２空間Ｒ２内への侵入を制限できる。

なお、電装箱１１には図示しない開口部が設けられている。この図示しない開口部には、制御部５と圧縮機２とを接続する配線および制御部５と第１送風機４とを接続する配線が挿通されている。上記図示しない開口部と上記配線との隙間は、ブッシュ等の閉塞部材により塞がれている。上記図示しない開口部と上記配線との隙間が塞がれているとは、最大幅が３ｍｍ以上である物が当該開口部を介して第２空間Ｒ２内に侵入しないことを意味する。上記ブッシュは、例えばゴム製である。

圧縮機２は、ケーシング１の底面に配置されている。圧縮機２は、例えば図示しない機械室内に配置されている。該機械室は、例えば、第１空間Ｒ１と図示しない仕切り部材により区画されており、かつ第２空間Ｒ２と電装箱１１により区画されている。なお、後述する空気調和機２００の四方弁１２および減圧装置１３は、例えば機械室に配置されている。

室外熱交換器３および第１送風機４は、第１空間Ｒ１内において吸気口１Ａから排気口１Ｂに至る空気の流路上に配置されている。室外熱交換器３では、吸気口１Ａから第１空間Ｒ１内に流入した空気と冷媒とが熱交換する。第１送風機４は、例えば室外熱交換器３よりも上方に配置されている。第１送風機４は、例えば回転軸がＺ方向に沿って延びている軸流ファンを有している。

制御部５は、圧縮機２を駆動および制御する。制御部５は、例えば圧縮機２の駆動周波数を制御して、圧縮機２が単位時間当たりに吐出する冷媒量を制御する。制御部５は、パワー半導体素子５Ａ、電解コンデンサ５Ｂ、パワーリレー５Ｃ、およびプリント配線板５Ｄを含む。パワー半導体素子５Ａ、電解コンデンサ５Ｂ、およびパワーリレー５Ｃは、プリント配線板５Ｄに実装されている。なお、制御部５は、リアクトルおよびセメント抵抗などをさらに含んでいてもよい。

パワー半導体素子５Ａ、電解コンデンサ５Ｂ、パワーリレー５Ｃ、およびプリント配線板５Ｄは、第２送風機９によって第２空間Ｒ２内に形成される気流上に配置されている。パワー半導体素子５Ａは、例えばプリント配線板５Ｄの裏面（Ｓ面）に実装されている。パワー半導体素子５Ａの放熱面は、電装箱１１において第２空間Ｒ２に面している第２面１１Ｂと接触している。なお、パワー半導体素子５Ａの放熱面は、熱伝導グリスまたは熱伝導シートなどの熱伝導部材を介して第２面６Ｂと熱的に接続されていてもよい。

プリント配線板５Ｄは、例えば長手方向および短手方向を有している。パワー半導体素子５Ａ、電解コンデンサ５Ｂ、およびパワーリレー５Ｃは、例えば長手方向に並んで配置されている。プリント配線板５Ｄの長手方向は、例えばＺ方向に沿っている。プリント配線板５Ｄの短手方向は、例えばＹ方向に沿っている。

パワー半導体素子５Ａは、例えば絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ：Insulated Gate Bipolar Transistor）および金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ：Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）などのスイッチング素子である。パワー半導体素子５Ａの半導体材料は、任意のワイドバンドギャップ半導体材料を含んでいればよいが、例えば珪素（Ｓｉ）、炭化珪素（ＳｉＣ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）またはダイヤモンドを含んでいる。パワー半導体素子５Ａは、複数のパワー半導体素子が１つのパッケージに集約されたパワーモジュールであってもよい。

なお、制御部５は、例えば、圧縮機２に加えて第１送風機４および第２送風機９をも駆動および制御する。プリント配線板５Ｄの長手方向がＹ方向に沿っており、かつプリント配線板５Ｄの短手方向がＸ方向に沿っていてもよい。

電装箱１１の箱部６および板部７は、室外熱交換器３および第１送風機４よりも下方に配置されている。電装箱１１は、第１空間Ｒ１に面している第１面１１Ａと、第２空間Ｒ２に面している第２面１１Ｂとを有している。箱部６は、電装箱１１の第２面１１Ｂを成している第２面６Ｂと、第２面６Ｂとは反対側に位置する第３面６Ａとを有している。板部７は、電装箱１１の第１面１１Ａを成している第１面７Ａと、第１面７Ａとは反対側に位置する第４面７Ｂとを有している。板部７の第４面７Ｂは、箱部６の第３面６Ａと接触している。第１面７Ａは、冷媒配管１０と熱的に接続されている。第１面７Ａは、例えば第１送風機４によって第１空間Ｒ１内に形成される気流に面している。ｓ第２面６Ｂは、パワー半導体素子５Ａおよびヒートシンク８と熱的に接続されている。

板部７は、例えばねじなどの固定部材によって箱部６に固定されている。なお、板部７の第４面７Ｂは、熱伝導グリスまたは熱伝導シートなどの熱伝導部材を介して箱部６の第３面６Ａと熱的に接続されていてもよい。

箱部６を構成する材料は、耐食性に優れた任意の材料であればよいが、例えばアルミニウム（Ａｌ）などの比較的高い熱伝導性を有する金属材料を含む。板部７を構成する材料は、比較的高い熱伝導性を有する任意の材料であればよいが、例えばＡｌなどの耐食性に優れた金属材料を含む。板部７を構成する材料の熱伝導率は、例えば箱部６を構成する材料の熱伝導率よりも高い。

電装箱１１の第１面７Ａと第２面６Ｂとの間の厚みは、電装箱１１の他の部分の、第１空間Ｒ１に面している面と当該面とは反対側に位置し第２空間Ｒ２に面している面との間の厚みよりも厚い。板部７の第１面７Ａと第４面７Ｂとの間の厚みは、例えば箱部６の第２面６Ｂと第３面６Ａとの間の厚みよりも厚い。板部７の熱容量は、例えば箱部６の熱容量よりも大きい。板部７は、箱部６を冷却する冷却プレートとして機能する。

ヒートシンク８は、例えば箱部６の第２面６Ｂに固定されている。ヒートシンク８は、第２面６Ｂに接触している根元部と、該根元部と熱的に接続されている複数のフィンとを含む。根元部および複数のフィンは、例えば一体として成型されている。ヒートシンク８は、例えばＺ方向において制御部５と間隔を隔てて配置されている。なお、ヒートシンク８は、少なくとも１つのフィンを有していればよく、フィンの数、形状、およびサイズはヒートシンク８が放熱すべき熱量に応じて任意に設定される。

ヒートシンク８は、第２送風機９によって第２空間Ｒ２内に形成される気流と効率的に熱交換するように設けられている。ヒートシンク８の各フィンは、例えばＺ方向に並んで配置されている。ヒートシンク８の各フィンは、Ｙ方向に沿って延在している。各フィンの放熱面は、Ｙ方向に沿って延在している。各フィンのＹ方向に垂直な断面形状は、例えば三角波形状である。各フィンのＺ方向の幅は、例えば上記根元部からＸ方向に離れるにしたがって徐々に狭くなっている。ヒートシンク８は、Ｚ方向において制御部５と間隔を隔てて配置されている。

ヒートシンク８を構成する材料は、比較的高い熱伝導率を有する任意の材料であればよいが、例えばＡｌおよび銅（Ｃｕ）の少なくともいずれかを含む。

第２送風機９は、ヒートシンク８の各フィンの延在方向においてヒートシンク８と並んで配置されている。第２送風機９は、ヒートシンク８の各フィンの延在方向に送風する。図１〜図４に示される各フィンの延在方向はＹ方向に沿っているため、第２送風機９は、ヒートシンク８とＹ方向に並んで配置されており、かつＹ方向に送風する。第２送風機９は、例えば回転軸がＹ方向に沿って延びている軸流ファンを有している。

第２送風機９は、例えば制御部５とＺ方向に並んで配置されている。第２送風機９は、例えば箱部６のＹ方向の両端部から間隔を隔てて配置されており、かつ箱部６のＸ方向の両端部から間隔を隔てて配置されている。第２送風機９は、例えば箱部６の第２面６Ｂに固定されている。

図４において矢印で示されるように、第２送風機９が動作しているときに、第２空間Ｒ２内を循環する気流が形成される。第２送風機９から吹き出された空気は、ヒートシンク８の各フィンの周囲を通った後、制御部５の周囲を通り、第２送風機９に吸い込まれ、第２空間Ｒ２内を循環する。第２送風機９によって形成される気流において、ヒートシンク８は制御部５よりも上流側に配置されている。ヒートシンク８の各フィンの周囲にはＹ方向に沿った気流が生じる。さらに、パワー半導体素子５Ａ、電解コンデンサ５Ｂ、パワーリレー５Ｃおよびプリント配線板５Ｄの周囲にも気流が生じる。

制御部５、ヒートシンク８および第２送風機９の各々は、箱部６に任意の方法により固定されていればよいが、例えばねじ留めまたは接着により固定されている。

図１〜図３に示されるように、冷媒配管１０は、板部７の第１面７Ａに沿って配置されており、かつ第１面７Ａと熱的に接続されている。冷媒配管１０の外周面は、例えば第１面７Ａにロウ付けされている。冷媒配管１０は、第１面７Ａと交差する方向から視て制御部５のパワー半導体素子５Ａと重なるように配置された部分を有している。冷媒配管１０は、第１面７Ａと交差する方向から視てヒートシンク８とは重ならないように配置されている。

なお、冷媒配管１０は、第１面７Ａと交差する方向から視て制御部５の電解コンデンサ５Ｂおよびパワーリレー５Ｃの少なくともいずれかと重なるように配置された部分を有していてもよい。

冷媒配管１０は、少なくとも１つの湾曲部を有している。冷媒配管１０は、例えばＹ方向に沿って直線状に延びる２つの直管部と、２つの直管部間を接続している１つの湾曲部とを有している。言い換えると、冷媒配管１０は、Ｕ字管を有している。図１〜図４に示されるように、冷媒配管１０の複数の直管部は、第１面７Ａと交差する方向から視て制御部５のパワー半導体素子５Ａと重なるように配置されている。

図３に示されるように、冷媒配管１０の湾曲部は、第１面７Ａと交差する方向から視て板部７とは重ならないように配置されている。なお、冷媒配管１０の湾曲部は、第１面７Ａと交差する方向から視て、板部７と重なるように配置されていてもよく、パワー半導体素子５Ａと重なるように配置されていてもよい。

なお、冷媒配管１０は、例えば複数の直管部と、複数の直管部間を接続している複数の湾曲部とを有していてもよい。言い換えると、冷媒配管１０は、複数のＵ字管が直列に接続された部分を有していてもよい。

冷媒配管１０は、室外機１００を備える空気調和機２００（図１５参照）において、圧縮機２、室外熱交換器３、減圧装置１３、および室内熱交換器１４を含む冷媒回路の一部を構成している。冷媒配管１０には、上記冷媒回路を循環する冷媒が流通する。冷媒配管１０を流れる冷媒の温度は、パワー半導体素子５Ａの最高動作温度よりも低い。冷媒配管１０は、例えば冷媒回路において減圧装置１３と室内熱交換器１４との間に配置されている。この場合、冷媒配管１０には、凝縮器にて凝縮された冷媒または凝縮された後に減圧装置１３にて減圧された冷媒が流通する。

冷媒配管１０を構成する材料は、比較的高い熱伝導率を有する任意の材料であればよいが、例えばＡｌおよびＣｕの少なくともいずれかを含む。

室外機１００は、空気調和機の圧縮機２および室外熱交換器３を収容する室外機である。室外機１００は、第１送風機４、制御部５、電装箱１１の箱部６および板部７、ヒートシンク８、第２送風機９、ならびに冷媒配管１０を主に備える。第１送風機４は、室外熱交換器３に送風する。制御部５は、圧縮機２を制御する。電装箱１１は、室外熱交換器３および第１送風機４を収容する第１空間Ｒ１と制御部５を収容する第２空間Ｒ２とを区画している。ヒートシンク８は、上記第２空間Ｒ２に配置されている。第２送風機９は、第２空間Ｒ２に配置されておりかつヒートシンク８に送風する。冷媒配管１０は、第１空間Ｒ１に配置されており、かつ制御部５およびヒートシンク８と電装箱１１を介して熱的に接続されている。第２空間Ｒ２は、密閉されている。

最大幅が３ｍｍ以上である異物が第２空間Ｒ２内に侵入した場合、当該異物がプリント配線板５Ｄのショート等を引き起こし、制御部５の信頼性が損なわれるおそれがある。これに対し、室外機１００では、第２空間Ｒ２が上述のように密閉されているため、最大幅が３ｍｍ以上である異物は第２空間Ｒ２内に侵入しない。そのため、室外機１００では、上記異物に起因した制御部５の信頼性の低下が抑制されている。

さらに、室外機１００は、密閉された第２空間Ｒ２内を放熱するために、板部７、ヒートシンク８、第２送風機９、および冷媒配管１０を備えている。ヒートシンク８の複数のフィンおよび第２送風機９は第２空間Ｒ２に配置されているため、第２空間Ｒ２内の熱は第２送風機９により第２空間Ｒ２内に生じる気流を介してヒートシンク８に伝えられる。ヒートシンク８は、箱部６を介して、第１空間Ｒ１に配置されている板部７および冷媒配管１０と熱的に接続されているため、ヒートシンク８に伝えられた熱は箱部６および板部７を介して冷媒配管１０内を流れる冷媒に伝えられる。また、ヒートシンク８を通過した空気は、ヒートシンク８に流れる前と比べて温度が低下して密度が上昇するため、第２空間Ｒ２の下方に流れ、制御部５の周囲を流れる。制御部５を通過した空気は、制御部５に流れる前と比べて温度が上昇して密度が低下するため、第２空間Ｒ２の上方に流れ、第２送風機９によって再びヒートシンク８に送られる。このような熱対流は、空気調和機が動作している間維持される。

このようにして、室外機１００では、空気調和機が動作しているときに、密閉された第２空間Ｒ２内に生じた熱が強制冷却される。これにより、室外機１００では、密閉された第２空間Ｒ２内の空気の温度が制御部５の最高動作温度以下に維持され得るため、熱に起因した制御部５の信頼性の低下も抑制されている。

さらに、室外機１００では、冷媒配管１０が第２空間Ｒ２内に配置されておらず第１空間Ｒ１に配置されている。そのため、仮に冷媒配管１０から冷媒が漏れても、該冷媒が電装箱１１内に流入して発火するリスクは、冷媒配管が電装箱内に通されている従来の室外機と比べて、大幅に低減されている。そのため、室外機１００は、可燃性冷媒が充填された冷媒回路を備える空気調和機にも好適である。

以上のように、室外機１００では、従来の室外機と比べて、電装箱内での発火のリスクが低減されながらも、制御部５の信頼性が高められている。

上記室外機１００では、第１面７Ａと交差する方向から視て、冷媒配管１０は、制御部５とは重なるが、ヒートシンク８とは重ならないように配置されている。このような室外機１００では、冷媒配管１０がヒートシンク８とも重なるように配置されている室外機１００と比べて、第２空間Ｒ２内においてヒートシンク８の周囲の温度がケーシング１の外部空間の空気の温度（外気温度）より低い温度にまで低下しにくく、電装箱１１内において上記強制冷却に起因した結露が生じにくい。

具体的には、ヒートシンク８の到達温度は制御部５の最高動作温度よりも低いため、冷媒配管１０の冷却能力が制御部５を十分に冷却できるように設定されると、該冷却能力はヒートシンク８に対する冷却能力としては過剰となる。そのため、冷媒配管１０が第１面７Ａと交差する方向から視て制御部５およびヒートシンク８と重なるように配置されており、かつ該冷媒配管１０を流れる冷媒温度が０度程度の低温である場合、制御部５の周囲の温度は外気温度よりも低くなりにくく結露が生じにくいが、ヒートシンク８の周囲の温度が外気温度よりも低くなって結露が生じるおそれがある。これに対し、室外機１００では、冷媒配管１０はヒートシンク８とは重ならないように配置されているため、冷媒配管１０がヒートシンク８とも重なるように配置されている室外機１００と比べて、電装箱１１内において上記強制冷却に起因した結露が生じにくい。

上記室外機１００では、ヒートシンク８がＺ方向において制御部５と間隔を隔てて配置されている。このような室外機１００では、ヒートシンク８がＺ方向において制御部５と間隔を隔てずに並んで配置されている室外機１００と比べて、パワー半導体素子５Ａに生じた熱が板部７を介してヒートシンク８に伝わりにくく、ヒートシンク８の周囲を効率よく放熱できる。特に、ヒートシンク８がＺ方向において制御部５と間隔を隔てずに並んで配置されており、かつ冷媒配管１０を流れる冷媒の温度が５０度程度の高温である場合には、冷媒配管１０の冷却能力はヒートシンク８に対する冷却能力としては不足し、ヒートシンク８の周囲が十分に放熱されないおそれがある。これに対し、室外機１００では、ヒートシンク８がＺ方向において制御部５と間隔を隔てて配置されているため、ヒートシンク８がＺ方向において制御部５と間隔を隔てて配置されている室外機１００と比べて、パワー半導体素子５Ａに生じた熱が板部７を介してヒートシンク８に伝わりにくく、ヒートシンク８の周囲を効率よく放熱できる。

実施の形態２．
図５に示されるように、実施の形態２に係る室外機は、実施の形態１に係る室外機１００と基本的に同様の構成を備えるが、箱部６に開口部６Ｃが設けられており、板部７が開口部６Ｃを塞いでおりかつ電装箱１１の第１面１１Ａおよび第２面１１Ｂを有している点で、室外機１００とは異なる。異なる観点から言えば、実施の形態２に係る室外機は、第２空間Ｒ２に面しかつ制御部５およびヒートシンク８が熱的に接続されている電装箱１１の第２面１１Ｂが箱部６ではなく板部７に形成されている点で、室外機１００とは異なる。

開口部６Ｃを平面視したときに、制御部５、ヒートシンク８、および第２送風機９は、開口部６Ｃよりも内側に配置される。開口部６Ｃは、任意の方法で形成され得るが、例えば箱部６に成型される前の板状部材に対するプレス加工により形成されている。開口部６Ｃは、板部７によって塞がれている。第２空間Ｒ２は、電装箱１１によって密閉されている。開口部６Ｃと板部７との間には、例えば図示しないシール材が挿入されている。

板部７は、電装箱１１の第１面１１Ａを成している第１面７Ａと、電装箱１１の第２面１１Ｂを成している第２面７Ｂとを有している。第１面７Ａは、冷媒配管１０と熱的に接続されている。第２面７Ｂは、パワー半導体素子５Ａの放熱面およびヒートシンク８の根元部と熱的に接続されている。第２面７Ｂは、例えば熱伝導グリスおよび熱伝導シートなどの熱伝導部材を介して、パワー半導体素子５Ａの放熱面およびヒートシンク８の上記根元部と熱的に接続されている。なお、第２面７Ｂは、パワー半導体素子５Ａの放熱面およびヒートシンク８の上記根元部と接触していてもよい。

板部７は、例えば第２面７Ｂと交差する方向から視て、制御部５の全体と重なるように設けられている。

実施の形態２に係る室外機は、実施の形態１に係る室外機１００と基本的に同様の構成を備えるため、室外機１００と同様の効果を奏することができる。

さらに、実施の形態２に係る室外機では、パワー半導体素子５Ａおよびヒートシンク８が、箱部６を介さずに板部７のみを介して冷媒配管１０と熱的に接続されている。そのため、実施の形態２におけるパワー半導体素子５Ａおよびヒートシンク８から冷媒配管１０への放熱効率は、実施の形態１におけるそれと比べて、高い。

実施の形態３．
図６に示されるように、実施の形態３に係る室外機は、実施の形態１に係る室外機１００と基本的に同様の構成を備えるが、板部７に溝７Ｃが設けられている点で、室外機１００とは異なる。

制御部５は、Ｚ方向においてヒートシンク８と間隔を隔てて配置されている。電装箱１１の第１面１１Ａと交差する方向から視て、板部７は、制御部５と重なる第１領域７１と、ヒートシンク８と重なる第２領域７２と、Ｚ方向において第１領域７１と第２領域７２との間に位置する第３領域７３とを有している。溝７Ｃは、第３領域７３に形成されている。溝７Ｃは、例えば第１面７Ａに対して凹んでいる。つまり、第３領域７３のＺ方向に垂直な断面積の最小値は、第１領域７１および第２領域７２のＺ方向に垂直な断面積の最小値よりも小さくなる。溝７Ｃ内は、例えば空気などの板部７を構成する材料よりも熱伝導率が低い材料で満たされる。そのため、第３領域７３の熱抵抗値は、第１領域７１および第２領域７２の各熱抵抗値よりも高い。したがって、第１領域７１と第２領域７２との間で熱は伝わりにくい。

溝７Ｃは、第１面７Ａに沿っておりかつＺ方向と交差するＹ方向に沿って延びている。溝７Ｃは、板部７のＹ方向の一端から他端まで延びている。

実施の形態３に係る室外機は、実施の形態１に係る室外機１００と基本的に同様の構成を備えるため、室外機１００と同様の効果を奏することができる。

さらに、実施の形態３に係る室外機では、第３領域７３の熱抵抗値が第１領域７１および第２領域７２の各熱抵抗値よりも高いため、実施の形態１に係る室外機１００と比べて、板部７の第１領域７１と第２領域７２との間の熱伝導が起こりにくい。特に、第１領域７１において第１空間Ｒ１側に位置する部分と第２領域７２において第１空間Ｒ１側に位置する部分との間の熱伝導が起こりにくい。その結果、図６に示される板部７を備える室外機では、冷媒配管１０を流れる冷媒温度が０度程度の低温である場合にも、室外機１００と比べて、第２領域７２の温度が外気温度よりも低くなりにくいため、電装箱１１内において上記強制冷却に起因した結露が生じにくい。

図７に示されるように、溝７Ｃは、板部７の第２面７Ｂに対して凹んでいてもよい。このようにしても、第３領域７３の熱抵抗値が第１領域７１および第２領域７２の各熱抵抗値よりも高くなるが、特に、第１領域７１において第２空間Ｒ２側に位置する部分と第２領域７２において第２空間Ｒ２側に位置する部分との間の熱伝導が起こりにくい。その結果、図７に示される板部７を備える室外機では、冷媒配管１０を流れる冷媒温度が５０度程度の高温である場合にも、室外機１００と比べて、第１領域７１から第２領域７２への熱伝導が起こりにくいため、パワー半導体素子５Ａに生じた熱はヒートシンク８に伝わりにくく、ヒートシンク８の周囲を効率よく放熱できる。

なお、実施の形態２に係る室外機においても、板部７に溝７Ｃが設けられていてもよい。言い換えると、実施の形態３に係る室外機は、板部７に溝７Ｃが設けられている点を除いて、実施の形態２に係る室外機と同様の構成を備えていてもよい。

実施の形態４．
図８および図９に示されるように、実施の形態４に係る室外機は、実施の形態１に係る室外機１００と基本的に同様の構成を備えるが、電装箱１１が開口部６Ｃが設けられている箱部６とヒートシンク８と一体に成型された板部７とを含み、ヒートシンク８が開口部６Ｃに通されており、かつヒートシンク８および板部７が開口部６Ｃを塞いでいる点で、室外機１００とは異なる。

板部７およびヒートシンク８は、押し出し加工またはダイキャスト加工などによって、一体に成型されている。ヒートシンク８の複数のフィンは、板部７において第１面７Ａとは反対側に位置する第４面７Ｂに対して突出しており、開口部６Ｃに通されている。板部７の第４面７Ｂは、箱部６の第２面６Ｂとは反対側に位置する第３面６Ａと接触している。板部７は、例えばねじ止めなどによって箱部６に固定されている。開口部６Ｃは、板部７によって塞がれている。第２空間Ｒ２は、電装箱１１によって密閉されている。開口部６Ｃと板部７との間には、例えばシール材が挿入されている。

実施の形態４に係る室外機は、実施の形態１に係る室外機１００と基本的に同様の構成を備えるため、室外機１００と同様の効果を奏することができる。

さらに、実施の形態４に係る室外機では、板部７およびヒートシンク８が一体として成型されているため、別体として成型された板部７およびヒートシンク８を備える室外機１００と比べて、ヒートシンク８を板部７に固定する工程が削減されるため、製造コストを削減できる。

さらに、実施の形態４に係る室外機では、ヒートシンク８が箱部６を介さずに板部７に熱的に接続されている。そのため、実施の形態４に係る室外機においてヒートシンク８から板部７への放熱効率は、ヒートシンク８が箱部６を介して板部７に熱的に接続されている室外機１００におけるヒートシンク８から板部７への放熱効率と比べて、高い。

なお、実施の形態３に係る室外機においても、電装箱１１が開口部６Ｃが設けられている箱部６とヒートシンク８と一体に成型された板部７とを含み、ヒートシンク８が開口部６Ｃに通されており、かつヒートシンク８および板部７が開口部６Ｃを塞いでいてもよい。言い換えると、実施の形態４に係る室外機は、電装箱１１が開口部６Ｃが設けられている箱部６とヒートシンク８と一体に成型された板部７とを含み、ヒートシンク８が開口部６Ｃに通されており、かつヒートシンク８および板部７が開口部６Ｃを塞いでいる点を除いて、実施の形態３に係る室外機と同様の構成を備えていてもよい。この場合、溝７Ｃは、開口部６Ｃと重ならないように、開口部６Ｃよりも外側に配置される。

また、実施の形態２に係る室外機において、電装箱１１は開口部６Ｃが設けられている箱部６とヒートシンク８と一体に成型された板部７とを含んでいてもよい。

＜変形例＞
図１０に示されるように、実施の形態１〜４のいずれかに係る室外機では、板部７の第１面７Ａに溝７Ｃが形成されており、冷媒配管１０の少なくとも一部が溝７Ｃ内に配置されていてもよい。冷媒配管１０において溝７Ｃの内部に配置されている面の少なくとも一部は、溝７Ｃの内面と面接触している。好ましくは、冷媒配管１０において溝７Ｃの内部に配置されている面の全部は、溝７Ｃの内面と面接触している。冷媒配管１０は、例えば溝７Ｃに対してカシメ加工により固定されている。

図１１に示されるように、実施の形態１〜４のいずれかに係る室外機は、複数のヒートシンク８および複数の第２送風機９を備えていてもよい。複数のヒートシンク８は、Ｙ方向において制御部５を挟むように配置されている。各第２送風機９は、各ヒートシンク８とＺ方向に並んで配置されており、各ヒートシンク８よりも下方に配置されている。各第２送風機９は、Ｚ方向の上方に送風する。このようにすれば、一方の第２送風機９および上記熱対流によって生じる気流が制御部５のパワー半導体素子５Ａの周囲に形成されるとともに、他方の第２送風機９および上記熱対流によって生じる気流が制御部５の電解コンデンサ５Ｂおよびパワーリレー５Ｃの周囲に形成される。そのため、図１１に示される複数のヒートシンク８および複数の第２送風機９による放熱効果は、図４に示される１つのヒートシンク８および１つの第２送風機９による放熱効果よりも高い。

図１１に示されるように、実施の形態１〜４に係る室外機において、冷媒配管１０はＺ方向に沿って延在していてもよい。また、冷媒配管１０は、例えばＩ字管（直管）であってもよい。

図１２に示されるように、実施の形態１〜４に係る室外機において、第２面１１Ｂと交差する方向から視て、冷媒配管１０はパワー半導体素子５Ａ、電解コンデンサ５Ｂ、およびパワーリレー５Ｃと重なるように配置されていてもよい。冷媒配管１０の延在方向は、第２送風機９の送風方向と交差していてもよい。

図１３に示されるように、実施の形態１〜４に係る室外機において、第２送風機９、ヒートシンク８、および制御部５は、第２送風機９の送風方向において互いに間隔を隔てて並んで配置されていてもよい。第２送風機９は、ヒートシンク８および制御部５に送風する。制御部５は、例えば第２送風機９の送風方向においてヒートシンク８よりも下流側に配置されている。第２送風機９、ヒートシンク８、および制御部５は、例えばＺ方向において互いに間隔を隔てて配置されている。第２送風機９は、例えばヒートシンク８よりも上方に配置されている。制御部５は、例えばヒートシンク８よりも下方に配置されている。

図１３に示されるように、実施の形態１〜４に係る室外機において、制御部５のパワー半導体素子５Ａ、電解コンデンサ５Ｂおよびパワーリレー５Ｃは、例えば第２送風機９の送風方向に並んで配置されていてもよい。パワー半導体素子５Ａは、例えば第２送風機９の送風方向において電解コンデンサ５Ｂおよびパワーリレー５Ｃよりも上流側に配置されている。

また、実施の形態１〜４に係る室内機において、熱的に接続されている２つの部材は、互いに接触していてもよいし、熱伝導グリスおよび熱伝導シートなどの熱伝導部材を介して熱的に接続されていてもよい。

実施の形態５．
実施の形態５に係る空気調和機２００は、実施の形態１〜４のいずれかに係る室外機を備える空気調和機である。図１４は、実施の形態１に係る室外機１００を備える空気調和機２００の冷媒回路を示す図である。図１４に示されるように、空気調和機２００は、室外機１００および室内機１１０を備える。室外機１００は、少なくとも２つの冷媒配管を介して室内機１１０と接続されている。室外機１００は、例えば圧縮機２、室外熱交換器３、四方弁１２、減圧装置１３、および冷媒配管１０を備える。この場合、室外熱交換器３および冷媒配管１０は、上記第１空間Ｒ１に配置される。四方弁１２および減圧装置１３は、例えば圧縮機２とともに図示しない機械室に配置される。冷媒配管１０は、例えば冷媒回路において減圧装置１３と室内熱交換器１４との間に配置されている。この場合、冷媒配管１０には、凝縮器にて凝縮された冷媒または凝縮された後に減圧装置１３にて減圧された冷媒が流通する。

なお、冷媒回路における冷媒配管１０の位置は、減圧装置１３と室内熱交換器１４との間に限られるものではない。冷媒配管１０は、冷媒回路において室外熱交換器３と減圧装置１３との間に配置されてもよい。また、冷媒配管１０は、冷媒回路において四方弁１２と室内熱交換器１４との間に配置されていてもよい。

室内機１１０は、例えば室内熱交換器１４および室内送風機１５を備える。空気調和機２００では、四方弁１２によって、暖房運転と冷房運転とが切り換えられる。図１４中の実線の矢印は、暖房運転時の冷媒の流通方向を示す。図１４中の点線の矢印は、冷房運転時の冷媒の流通方向を示す。暖房運転時には、冷媒が圧縮機２、四方弁１２、室内熱交換器１４、冷媒配管１０、減圧装置１３、および室外熱交換器３を、当該記載順に循環する。冷房運転時には、冷媒が圧縮機２、四方弁１２、室外熱交換器３、減圧装置１３、冷媒配管１０、および室内熱交換器１４を、当該記載順に循環する。なお、図１４では、制御部５と圧縮機２とを接続する配線２０および制御部５と第１送風機４とを接続する配線２０が図示されている。

空気調和機２００は、従来の室外機と比べて制御部５の信頼性が高められた室外機１００を備えているため、従来の室外機を備える空気調和機と比べて、信頼性が高められている。なお、上記冷媒は、可燃性冷媒であってもよい。室外機１００では、上述のように第２空間Ｒ２が密閉されており、かつ冷媒配管１０が第２空間Ｒ２に配置されていないため、仮に室外機１００の第１空間Ｒ１または機械室において可燃性冷媒が上記冷媒回路から漏洩した場合にも、当該漏洩した可燃性冷媒の第２空間Ｒ２への侵入が抑制されている。その結果、空気調和機２００では、第２空間Ｒ２内での発火が起こりにくい。つまり、空気調和機２００では、従来の室外機を備える空気調和機と比べて、信頼性および安全性の双方が同時に高められている。

以上のように本開示の実施の形態について説明を行なったが、上述の実施の形態を様々に変形することも可能である。また、本開示の範囲は上述の実施の形態に限定されるものではない。本開示の範囲は、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むことが意図される。

１ ケーシング、１Ａ 吸気口，１Ｂ 排気口、２ 圧縮機、３ 室外熱交換器、４ 第１送風機、５ 制御部、５Ａ パワー半導体素子、５Ｂ 電解コンデンサ、５Ｃ パワーリレー、５Ｄ プリント配線板、６ 箱部、７ 板部、８ ヒートシンク、９ 第２送風機、１０ 冷媒配管、１１ 電装箱、７Ａ，１１Ａ 第１面、６Ｂ，７Ｂ，１１Ｂ 第２面、１２ 四方弁、１３ 減圧装置、１４ 室内熱交換器、１５ 室内送風機、１００ 室外機、２００ 空気調和機。

Claims (10)

1. 空気調和機の圧縮機および室外熱交換器を収容する室外機であって、
   前記室外熱交換器に送風する第１送風機と、
   前記圧縮機を制御する制御部と、
   前記室外熱交換器および前記第１送風機を収容する第１空間と前記制御部を収容する第２空間とを区画している電装箱と、
   前記第２空間に配置されているヒートシンクと、
   前記第２空間に配置されておりかつ前記ヒートシンクに送風する第２送風機と、
   前記第１空間に配置されており、かつ前記電装箱を介して前記制御部および前記ヒートシンクと熱的に接続された冷媒配管とを備える、室外機。
2. 前記電装箱は、前記第１空間に面している第１面と、前記第１面とは反対側に位置しておりかつ前記第２空間に面している第２面とを有し、
   前記第１面は、前記冷媒配管と熱的に接続されており、
   前記第２面は、前記制御部および前記ヒートシンクと熱的に接続されており、
   前記第１面と交差する方向から視て、前記冷媒配管は、前記制御部とは重なるが、前記ヒートシンクとは重ならないように配置されている、請求項１に記載の室外機。
3. 前記電装箱は、前記第２面および前記第２面とは反対側に位置する第３面を有する箱部と、前記第１面および前記第１面とは反対側に位置する第４面を有する板部とを含み、
   前記第３面と前記第４面とは熱的に接続されている、請求項２に記載の室外機。
4. 前記電装箱は、開口部が設けられている箱部と、前記開口部を塞いでおりかつ前記第１面および前記第２面を有する板部とを含む、請求項２に記載の室外機。
5. 前記電装箱は、開口部が設けられている箱部と、前記ヒートシンクと一体に成型された板部とを含み、
   前記ヒートシンクは前記開口部に通されており、
   前記ヒートシンクおよび前記板部が前記開口部を塞いでいる、請求項２に記載の室外機。
6. 前記制御部は、第１方向において前記ヒートシンクと間隔を隔てて配置されており、
   前記第１面と交差する方向から視て、前記板部は、前記制御部と重なる第１領域と、前記ヒートシンクと重なる第２領域と、前記第１方向において前記第１領域と前記第２領域との間に位置する第３領域とを有し、
   前記第３領域の熱抵抗値は、前記第１領域および前記第２領域の各熱抵抗値よりも高い、請求項３〜５のいずれか１項に記載の室外機。
7. 前記第３領域には、前記第１領域および前記第２領域に対して凹んでいる溝が設けられており、
   前記溝は、前記第１面に沿っておりかつ前記第１方向と交差する第２方向の、前記板部の一端から他端まで延びている、請求項６に記載の室外機。
8. 前記制御部は、パワー半導体素子を含み、
   前記冷媒配管は、前記パワー半導体素子と熱的に接続されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の室外機。
9. 前記第２空間は、密閉されている、請求項１〜８のいずれか１項に記載の室外機。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の室外機と、
    前記室外機と配管を介して接続された室内機とを備える、空気調和機。
    

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