JP5966777B2 - 空気調和機の室外機 - Google Patents

Description

本発明は、側面に空気吸込口が設けられ、上面に空気吹出口およびファンを有する大型の筐体を備えた空気調和機の室外機の電装品箱に関する。

ビルや商業施設などに設置される大型の空気調和機の室外機は、ベース上に三方を囲む熱交換器と熱交換器の上部中央に送風ファンを備えたファンモータと、筺体の前面側の上部に電装品箱が配置され、熱交換器に囲まれた内部に圧縮機、アキュムレータを含む室外側冷媒回路を構成する部品が配置されている。
電装品箱には、圧縮機やモータなどを制御するための各種電子部品が実装された制御基板およびコンデンサ、トランスやリレースイッチ等の電装部品が収納されているが、これら電装部品は発熱するため、熱を電装品箱の外に逃がさなければならない。
そこで、電装品箱の底部に電装品箱内に空気を取り込むための複数の吸気口を有する導風板を配設し、電装品箱の上部には空気を排出する排気口を設けて、吸気口の軸線の延長線上に、制御基板を配置することで、電装品箱内部の空気を効率的に放熱させる構造を備えた室外機がある。（例えば、特許文献１参照）

特開２０１０−１２１８５７号公報

昨今は、コストダウンのため、共通の室外機の筺体で、従来は２４台の室内機を接続するものが、最大７０台の室内機を接続可能となるものが求められている。
接続する室内機が多くなると、圧縮機に流れる電流も大きくなる。そこで大電流を制御する専用の電装部品の増設が必要とされるが、現状の電装品箱内では収容できない。
そこで、例えば、室外機筺体内部の空いているスペースを利用して電装品箱を一部膨出させて対応することも可能であるが、その場合は、電装品箱内部の空気を効率的に放熱させる構造を再構築しなければならない。

本発明は、上述した課題を解決するため、共通の筺体で電装品箱に搭載する大電流を制御する専用の電装部品の増設に対応でき、且つ、電装品箱内部の電装部品が発生する熱を効率的に放熱する空気調和機の室外機を提供する。

上述した目的を達成するため、本発明は、背面と左右側面の吸込口に沿って設けられた熱交換器と、圧縮機を備え、天板に吹出口および送風ファンを有する筐体を含み、前記筐体の前面には前面側が開口された電装品箱本体と前記開口を塞ぐ電装品箱蓋とを有する電装品箱が設けられ、前記電装品箱本体内部には電装部品が前記電装品箱本体の背面に沿って配置され、前記電装品箱の底面部には前記電装品箱内に空気を取り込むための吸気口が設けられ、前記電装品箱の天面には空気を排出する排気口が設けられている空気調和機の室外機において、前記電装品箱本体は、背面の一部に開口部を設け、前記開口部には前記開口部を覆い前記筺体の背面側に向かって膨出する箱型のコンデンサケースを備え、前記コンデンサケース内にはコンデンサ端子が前記開口部よりも前面寄りになるようにコンデンサを配置し、前記開口部の前面側には、前記コンデンサ端子を囲い前記吸気口に対応した通風口を天面と底面に有する端子台取付台と、同端子台取付台の前面に固定された第１端子台とを備えたことを特徴としている。

本発明によれば、電装品箱本体の背面の一部に開口部を設け、開口部には筺体の背面側に向かって膨出する箱型のコンデンサケースを備え、コンデンサケース内にはコンデンサ端子が開口部よりも前面寄りになるようにコンデンサを配置し、開口部の前面側にはコンデンサ端子を囲い通風口を天面と底面に有する端子台取付台と、端子台取付台の前面に固定された端子台とを備えたことで、電装品箱内部の電装部品及びコンデンサが発生する熱を効率的に放熱しつつ、コンデンサケースを設けることで電装品箱を従来と共通の筺体でも電装品箱に搭載する大電流を制御する専用の電装部品の増設に対応できる空気調和機の室外機となる。

本発明による空気調和機の室外機の外観斜視図である。 上記室外機の前面パネルを外した状態の要部斜視図である。 上記室外機の電装品蓋を外し空気の流れを示した斜視図である。 上記室外機の電装品箱を回動させた状態のを示す部分拡大斜視図である。 上記電装品箱の分解図である。 上記電装品箱をコンデンサケース中心にした断面図である。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいた実施例として詳細に説明する。なお、本実施例は一実施例にすぎないもので、本発明の実施形態は本発明に限定されるものではない。

本発明による空気調和機の室外機１は、ビルや商業施設などに設置され、最大で７０台程度の室内機に冷媒配管を介して接続するビル用マルチタイプの空気調和機に用いられるものである。図１と図２に示すように、室外機１は、側面から空気を吸い込んで冷媒と熱交換した後に天面から吹き出すタイプであり、筐体１０と、筐体１０の内部に収納された室外側冷媒回路３とを備えている。

＜室外機筐体＞
筐体１０は、大型で縦長な略直方体形状であり、ベース１１と、ベース１１の四方の角部または角部付近にそれぞれ配置され上端から下端まで鉛直に延びる支柱１２ａ〜１２ｄと、支柱１２ａ〜１２ｄの上端に固定される吹出口１３備えた天板１４と、前面側の支柱１２ａと支柱１２ｄの間を連結する連結板１５と、各支柱１２ａ〜１２ｄの上端を接続する４枚の連結パネル１６からなる。ベース１１の下面には、筐体１０を設置場所に固定するための基礎脚１１ａが据え付けられている。これらは、鋼板材をプレス加工して形成される。
支柱１２ａと支柱１２ｄの間には前面側を覆う前面パネル１７が取り付けられている。前面パネル１７は、連結パネル１６の下側に配置される上部前面パネル１７０と、上部前面パネル１７０の下側に配置される下部前面パネル１７１とからなり、それぞれ支柱１２ａと支柱１２ｄにネジで着脱自在に取り付けられ、図２に示すように設置時やメンテナンス時には取り外すことができる。

尚、以下、図１において前面パネル１７のある側を前面とし、支柱１２ａ、１２ｂのある側を左側面とし、支柱１２ｃ、１２ｄのある側を右側面とし、支柱１２ｂ、支柱１２ｃのある側を背面として説明する。

天板１４の中央が開口された吹出口１３はファンガード１８で覆われている。吹出口１３の内部には図示しないが吹出口１３を囲った筒状のベルマウスが設けられ、ベルマウス内に送風ファン１９が配置されている。送風ファン１９は図示しないが連結パネル１６に固定されたモータ支持台に据付けられたファンモータにより回転駆動される。また、支柱１２ａと支柱１２ｂ、支柱１２ｂと支柱１２ｃ、支柱１２ａと支柱１２ｄの間はそれぞれ開口された吸込口２０が形成されている。

図２に示すように、設置時やメンテナンス時に前面パネル１７を取り外すと、筺体１０の内部には、室外側冷媒回路３と、電装品箱４と、連結板１５が現れる。

＜室外側冷媒回路＞
室外側冷媒回路３は、熱交換器３１、圧縮機３２、圧縮機用アキュムレータ３３、オイルタンク（図示なし）、レシーバータンク（図示なし）、アキュムレータ３４と、操作弁３５などの機器およびこれらの機器を接続する冷媒配管３６等とからなる。
熱交換器３１は、ベース１１上に背面と左右側面の三方の吸込口２０に沿って設けられる。
圧縮機３２と圧縮機用アキュムレータ３３は、筺体１０内の前面側中央に配置され、圧縮機３２と圧縮機用アキュムレータ３３の周囲は鋼板材を折り曲げ加工して形成した圧縮機室３７で囲まれている。

上記の構成により、送風ファン１９の回転により筺体１０の三方の吸込口２０から吸い込まれた空気は、熱交換器３１で冷媒と熱交換した後に、筐体１０のベルマウスと送風ファン１９で上部に導かれ吹出口１３から吹き出される。

＜電装品箱＞
電装品箱４は、図２と図３に示すように、鋼板材を折り曲げ加工して形成した前面が開口された箱体状の電装品箱本体４０と、電装品箱本体４０の開口を塞ぐように取り付けられる電装品箱蓋４１とからなる。電装品箱本体４０の左側面には把手４２を備える。

電装品箱４は、電装品箱本体４０の右側面上端が連結パネル１６に、右側面下端が連結板１５に片持ちヒンジ２１、２２によってそれぞれ回動可能に軸支されており、図４に示すように把手４２により開き戸のように開閉するようになっている。これにより、筺体１０内で電装品箱４の奥側に配置されている室外側冷媒回路２０の各機器がメンテナンス可能となる。

＜電装品箱本体＞
電装品箱本体４０は、図３に示すように、左右両端が前方に折れ曲がった背面板４０１と、背面板４０１の上端を塞ぐ箱体状の上面板４０２と、背面板４０１の左右両端の内側に背面板４０１を補強するために固着される側面板４０３、４０４とからなる。側面板４０３、４０４の前端は内側に向かいほぼ直角に折り曲げられ電装品箱蓋４１がネジ止め固定される。

＜電装品箱本体−背面板＞
背面板４０１は内側に基板取付台４６を備える。基板取付台４６には、図３に示すように電装部品５が配置されている。電装部品５には、基板取付台４６の中央で室外側冷媒回路３を制御するための各種電子部品が実装されたメイン制御基板５０やトランス５６、メイン制御基板５０に商用電源から供給されるＡＣ電源を供給する第２端子台５７および右側上方のインバータ基板５４、スイッチング素子５８等がある。
従来の最大２４台までの室内機を接続する室外機ではスイッチング素子はインバータ基板５４の中に搭載されていたが、最大７０台までの室内機を接続する本発明の室外機１では、圧縮機３２に流れる電流が大きくなる。そのため大電流を切換えるスイッチング素子も大きくなりインバータ基板５４に搭載できなくなる。そこでインバータ基板５４の下に別途スイッチング素子５８が設けられている。

＜電装品箱本体−導風板＞
背面板４０１の下端には、図３、図５、図６に示すようにＬ字状に折り曲げられた係止部４０１ａが形成され、係止部４０１ａの前方に導風板４３が固定される。
導風板４３は、係止部４０１ａからほぼ垂直に立設される吸気部４３２を有し、吸気部４３２に電装品箱４内に空気を取り込むための吸気口４４が形成されている。図３に示すように、吸気口４４は、吸気部４３２の延在方向（図３では左右方向）に沿って所定間隔で多数穿設されている。吸気部４３２の天面は後述するガイド部４３３となる。また、導風板４３には、吸気部４３２の下端が下方に延出した面に複数のケーブル取入孔４３１が設けられている。

＜電装品箱蓋＞
電装品箱蓋４１は、図６に示すように電装品箱本体４０の正面開口を塞ぐ大きさの板状に形成されている。電装品箱蓋４１の下端側は、Ｌ字状に折り曲げられた折曲部４１１が形成されており、折曲部４１１に沿ってシール材６０が一体的に貼り合わせられている。
シール材６０は、例えばポリエチレンやポリスチレンなどの合成樹脂製の断面四角形の棒状を呈し、折曲部４１１の内面に沿って両面粘着テープまたは接着剤を介して貼り付けられている。

これによれば、シール材６０が導風板４３の外側面に沿って当接することにより、電装品箱４の下面開口を確実に塞ぐことができるばかりでなく、電装品箱４がモータ振動などによってビビリ音を発生することを防止できる。さらには、導風板４３とシール材６０との間から引き出されるケーブル７にシール材６０が密着するため、ケーブル７の隙間を塞いで虫などの侵入をより確実に塞ぐことができる。

電装品箱４内の空気を排気する排気口４５は、上面板４０２と電装品箱蓋４１の間に形成された隙間を利用して電装品箱４内の空気を排気している。

最大７０台までの室内機を接続する本発明の室外機１は、圧縮機３２に流れる大電流を切換えるためインバータ基板５４の下に別途スイッチング素子５８が設けられているが、スイッチング素子５８はケーブル７を直接接続できる端子がないため圧縮機３２との間を中継する専用の第１端子台５３の増設が必要となる。
そこで第１端子台５３の増設場所を確保するために、電装品箱本体４０内では大型の電子部品であるコンデンサ５２を電装品箱本体４０内から電装品箱本体４０の背面側に設置させる。

＜コンデンサケース＞
電装品箱本体４０は、図４から図６に示すように、背面にインバータ基板５４に搭載されたパワーモジュールとスイッチング素子５８等の発熱部品を冷却するヒートシンク５１と、背面板４０１の一部に開口部４０１ｂを設け、開口部４０１ｂには開口部４０１ｂを覆い筺体１０の背面側に向かって膨出する箱型のコンデンサケース４７を備える。
コンデンサケース４７の位置は圧縮機室３７の上方で、圧縮機室３７や室外側冷媒回路から引き出される冷媒配管３６よりも前方にあたり、圧縮機３２や操作弁３５やファンモータと電装品箱４内の電装部品５を接続するケーブル７が納まっているだけで、スペース的にコンデンサケース４７を設けても他の部品に影響を与えることはなく、コンデンサケース４７を設けることで電装品箱４が従来と共通の筺体でも電装品箱に搭載する電装部品５（スイッチング素子５８と第１端子台５３）の増設に対応することができる。

コンデンサケース４７は、図５に示すように、背面板４７１と上面板４７２と底面板４７３とを組み合わせて前面側（電装品箱側）が開口された箱型状に形成され、背面板４７１にコンデンサ取付台４７４がスポット溶接される。
コンデンサケース４７内には２台のコンデンサ５２を有する。コンデンサ５２はコンデンサ端子５２１が開口部４０１ｂよりも前面寄りになるようにバンド５２２でコンデンサ取付台４７４に固定される。
コンデンサケース４７の奥行きは、コンデンサ端子５２１が開口部４０１ｂよりも前面寄りに位置するようにコンデンサ５２の奥行きとコンデンサ取付台４７４の奥行きに合わせてある。

＜端子台支持台＞
背面板４０１の開口部４０１ｂに合わせ基板取付台４６にも開口部４６ａを設ける。開口部４６ａの前面側には、図５と図６に示すように、コンデンサ５２のコンデンサ端子５２１の絶縁に必要な空間を設けてコンデンサ端子５２１を囲うように板金を折り曲げ加工した端子台支持台４８が固定されている。
端子台支持台４８は、前面に第１端子台５３を備え、前面よりも一段下がった面にコネクタ５５１で固定された電流センサ５５を備える。
また、端子台支持台４８は、前面側から基板取付台４６に向かい脚部４８１を備え、この脚部４８１が基板取付台４６の開口部４６ａの周囲に固定される。脚部４８１の底面には導風板４３の吸気口４４に対応する位置に複数箇所の切欠が設けられている。この切欠が空気の入口用の通風口４８２となる。
尚、端子台支持台４８の天面側には脚部４８１はなく、通風口４８２から流れた空気の出口用の通風口４８３となるとともに、トランス５６やインバータ基板５４とコンデンサ５２のコンデンサ端子５２１とを繋ぐケーブル７０の経路ともなる。

第１端子台５３は、スイッチング素子５８と圧縮機３２の間を中継し圧縮機３２を駆動するモータに三相電源を供給する端子台である。
図３と図６に示すように、スイッチング素子５８から引き出されたケーブル７１が電流センサ５５を介して第１端子台５３の上部に接続され、第１端子台５３の下部に接続されたケーブル７２はケーブル取入孔４３１を通り圧縮機３２のモータへ接続される。

室外機と接続する室内機の台数が少ない従来例の場合は第１端子台５３は不要であり、インバータ基板から圧縮機へケーブルで直接接続される。本発明はスイッチング素子５８と第１端子台５３が増設されても、従来と共通の電装品箱４の筺体で対応できるものである。

＜通風経路＞
次に、電装品箱４内の放熱について説明する。図６に示すように、導風板５３には、吸気口５３１から吸い込まれた空気Ｓをメイン制御基板５０の裏面側や端子台取付台４８の通風口４８２へと導くガイド部４３３が設けられている。ガイド部４３３は、吸気口４４の軸線の延長線上に、その一部が張り出すように形成されており、吸気口４４から入った空気Ｓがガイド部４３３に衝突することで、降雨時などに空気に含まれるミスト状の水を分離することができるばかりでなく、空気の流速を一定にすることができる。
導風板４３とガイド部４３３を通り抜けた空気Ｓは、一部が端子台支持台４８の脚部４８１の通風口４８２に流れ込む。空気Ｓは開口部４０１ｂ、４６ａからコンデンサケース４７へ流れ込みコンデンサ５２から放熱された熱を冷却する。温められた空気は開口部４０１ｂ、４６ａから抜け、通風口４８３から電装品箱４内に出る。空気Ｓは、電装品箱４の中の熱を吸収しながら電装品箱４の中を上に上昇してゆき、最後に電装品箱４の前面上部に形成される排気口４５から箱外に排気される。
これによれば、空気の自然な対流によって冷たい空気Ｓが電装品箱４の下部から吸気され、電装品類によって温められた空気が電装品箱４の上部から排気されるため、冷却効率がよい。

また、電装品箱４で場所を占めるコンデンサ５２を電装品箱４の背面側に膨出させ、その手前に第１端子台５３を設けられたことで、電装品箱を従来と共通の筺体で低能力機種から高能力機種や高性能機種まで補える室外機となる。

１：室外機、１０：筺体、１５：連結板、１６：連結パネル、１７：前面パネル、１９：送風ファン
３：室外側冷媒回路、３１：熱交換器、３２：圧縮機、３７：圧縮機室
４：電装品箱、４０：電装品箱本体、４０１：背面板、４０１ｂ：開口部、４０２：上面板、４１：電装品箱蓋、４２：把手、４３：導風板、４４：吸気口、４５：排気口、４６：基板取付台、４６ａ：開口部、４７：コンデンサケース、４８：端子台支持台、４８１：脚部、４８２・４８３：通風口
５：電装部品、５０：メイン制御基板、５１：ヒートシンク、５２：コンデンサ、５２１：端子、５３：第１端子台、５４：インバーター基板、５５：電流センサ、５７：第２端子台、５８：スイッチング素子
６０：シール材
７・７０・７１・７２：ケーブル

Claims (2)

1. 背面と左右側面の吸込口に沿って設けられた熱交換器と、圧縮機を備え、天板に吹出口および送風ファンを有する筐体を含み、前記筐体の前面には前面側が開口された電装品箱本体と前記開口を塞ぐ電装品箱蓋とを有する電装品箱が設けられ、前記電装品箱本体内部には電装部品が前記電装品箱本体の背面に沿って配置され、前記電装品箱の底面部には前記電装品箱内に空気を取り込むための吸気口が設けられ、前記電装品箱の天面には空気を排出する排気口が設けられている空気調和機の室外機において、
   前記電装品箱本体は、背面の一部に開口部を設け、前記開口部には前記開口部を覆い前記筺体の背面側に向かって膨出する箱型のコンデンサケースを備え、前記コンデンサケース内にはコンデンサ端子が前記開口部よりも前面寄りになるようにコンデンサを配置し、
   前記開口部の前面側には、前記コンデンサ端子を囲い前記吸気口に対応した通風口を天面と底面に有する端子台取付台と、同端子台取付台の前面に固定された第１端子台とを備えたことを特徴とする空気調和機の室外機。
2. 前記電装品箱本体は、前記圧縮機に電源を供給するための前記第１端子台と、前記室外機に商用電源を供給するための第２端子台とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。

Images