JP6251802B2 - 冷凍サイクル装置の室外機 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、冷凍サイクル装置の室外機に関する。

冷凍サイクル装置の一つである空気調和機の室外機は、例えば圧縮機や送風機の運転を制御する制御ユニットを備えている。制御ユニットは、室外機の内部に配置されているとともに、金属製の収納ケースに収容された制御基板を有している。

特開２０１２−２４１９３９号公報 特開２０１１−２０２８８７号公報

従来の制御ユニットによると、空気調和機を暖房モードで運転した時に制御基板の温度が上昇し、収納ケースの内部に結露現象が生じることがある。これにより、収納ケース内で空気中の水分が凝結して水滴となる。水滴は、収納ケースの内面を伝わって下向きに流れ、収納ケースの底に結露水となって滞留する傾向にある。

収納ケースの底に滞留した結露水が制御基板に付着した場合、制御基板が短絡して損傷したり、制御ユニットが不慮の動作不良を引き起こす一つの要因となる。

本発明の目的は、結露現象により収納ケースの内部に生じた水分を速やかに収納ケースの外に排出でき、回路部品の損傷および動作不良を防止できる冷凍サイクル装置の室外機を得ることにある。

実施形態によれば、冷凍サイクル装置の室外機は、室外機本体と、前記室外機本体の内部に配置された収納ケースと、前記収納ケースに起立した姿勢で収容され、回路素子が実装された基板と、を備えている。前記収納ケースは、前記基板の下方に位置されるとともに当該基板の下縁と隣り合う底板を有し、当該底板に結露現象により前記収納ケース内に生じた水分を前記収納ケースの外に排出する排水通路が設けられている。前記排水通路は、前記基板の前記下縁に沿って延びている。

図１は、第１の実施形態に係る室外機の内部構造を示す斜視図である。 図２は、第１の実施形態において、室外機本体にファンガードを取り付けた状態を示す室外機の斜視図である。 図３は、第１の電気部品箱の内部構造を示す斜視図である。 図４は、第１ないし第３の電気部品箱の相対的な位置関係を示す斜視図である。 図５は、第１の電気部品箱の底板に形成された排水通路とリアクタとの位置関係を示す斜視図である。 図６は、第２の実施形態に係る室外機の内部構造を示す斜視図である。 図７は、第１ないし第３の電気部品箱の相対的な位置関係を示す斜視図である。 図８は、第３の実施形態で用いる収納ケースの斜視図である。

[第１の実施形態]
以下、第１の実施形態について図１ないし図５を参照して説明する。

図１および図２は、冷凍サイクル装置の一つである空気調和機の室外機１を示している。室外機１は、冷媒配管を介して室内機に接続されている。空気調和機は、例えば冷房モード、暖房モードおよび除湿モードで運転が可能である。

図１および図２に示すように、室外機１は、縦長の箱形状を有する室外機本体２を備えている。室外機本体２は、ベース３、トップパネル４、サイドパネル５および図示しないフロントパネルを備えている。

室外機本体２の内部は、仕切り板６によって熱交換室７と機械室８とに区分けされている。仕切り板６は、ベース３から起立されて室外機本体２の奥行き方向に延びている。このため、図１および図２に示すように室外機本体２を正面の方向から見た時に、熱交換室７は仕切り板６の左側に位置され、機械室８は仕切り板６の右側に位置されている。

熱交換器１０および二台の送風機１１ａ，１１ｂが熱交換室７に収容されている。熱交換器１０は、ベース３の上に支持されている。熱交換器１０は、熱交換室７の背面から左側面に沿うように起立されて、室外機本体２の外に露出されている。

送風機１１ａ，１１ｂは、熱交換器１０の前方に配置されている。送風機１１ａ，１１ｂは、室外機本体２の高さ方向に並べられている。各送風機１１ａ，１１ｂは、モータ１２によって駆動されるプロペラファン１３を有している。送風機１１ａ，１１ｂのプロペラファン１３は、夫々図２に示すファンガード１４ａ，１４ｂで覆われている。

モータ１２からのトルクを受けてプロペラファン１３が駆動されると、外気が室外機本体２の背後から熱交換器１０を通じて熱交換室７に吸い込まれる。熱交換器１０で冷媒と熱交換された外気は、ファンガード１４ａ，１４ｂを通過して室外機本体２の前方に排出される。

図１および図２に示すように、圧縮機１５、アキュームレータ１６および冷媒管１７のような冷媒回路を構成する各種の要素が機械室８に収容されている。圧縮機１５を含む各種の要素は、下段の送風機１１ａと隣り合うように機械室８の下部領域に配置されている。

さらに、室外機１の運転を司る制御ユニット１９が室外機本体２に収容されている。制御ユニット１９は、金属製の収納ケース２０を備えている。収納ケース２０は、第１ないし第３の電気部品箱２１，２２，２３を含んでいる。

図２ないし図４に示すように、第１の電気部品箱２１は、室外機本体２の奥行き方向に延びる細長い形状を有している。第１の電気部品箱２１は、第１の収納部の一例であって、箱本体２５とカバープレート２６とで構成されている。

箱本体２５は、支持板２７、天板２８、前板２９、背板３０および底板３１を有する四角い箱形である。支持板２７は、仕切り板６の上端に連結されて熱交換室７の上部領域と機械室８の上部領域との間に介在されている。言い換えると、第１の電気部品箱２１の支持板２７は、仕切り板６と協働して室外機本体２の内部を熱交換室７と機械室８とに区分けしている。

天板２８は、支持板２７の上縁から機械室８に向けて張り出している。前板２９は、支持板２７の前縁から機械室８に向けて張り出している。背板３０は、前板２９と向かい合うように支持板２７の後縁から機械室８に向けて張り出している。底板３１は、天板２８と向かい合うように支持板２７の下縁から機械室８に向けて張り出している。そのため、箱本体２５は、機械室８に開口されている。カバープレート２６は、箱本体２５の開口端を取り外し可能に覆うとともに、機械室８の上部領域に露出されている。

図３に示すように、第１の制御基板３３および第２の制御基板３４が第１の電気部品箱２１に収容されている。第１の制御基板３３は、例えば圧縮機１５をインバータ制御するための要素であって、第１の制御基板３３の上に例えばコンデンサのような複数の回路素子３５が実装されている。第１の制御基板３３は、箱本体２５の支持板２７の上部領域に例えばねじ止め等の手段により固定されている。第１の制御基板３３は、天板２８、前板２９、背板３０およびカバープレート２６で囲まれている。

第２の制御基板３４は、例えば送風機１１ａ，１１ｂをインバータ制御するための要素であって、当該第２の制御基板３４の上に例えばＩＣチップのような複数の回路素子３６が実装されている。第２の制御基板３４は、箱本体２５の支持板２７の下部領域に例えばねじ止め等の手段により固定されている。第２の制御基板３４は、前板２９、背板３０および底板３１で囲まれている。

本実施形態によると、第１の制御基板３３および第２の制御基板３４は、夫々第１の回路部品の一例であって、動作中に発熱を伴う。第１の電気部品箱２１の底板３１は、第２の制御基板３４の直下に位置されているとともに、第２の制御基板３４の下縁３４ａと隣り合っている。

図３および図４に示すように、第２の電気部品箱２２は、第１の電気部品箱２１の上に重ねられている。第２の電気部品箱２２は、第２の収納部の一例である。第２の電気部品箱２２は、第１の電気部品箱２１と同様に、室外機本体２の奥行き方向に延びる細長い形状を有している。

第２の電気部品箱２２は、箱本体３８とカバープレート３９とで構成されている。箱本体３８は、支持板４０、天板４１、前板４２および背板４３を有する四角い箱形である。支持板４０は、熱交換室７の上部領域と機械室８の上部領域との間に位置するように第１の電気部品箱２１の支持板２７の上端に連なっている。そのため、第２の電気部品箱２２の支持板４０は、第１の電気部品箱２１の支持板２７と協働して室外機本体２の内部を熱交換室７と機械室８とに区分けしている。

天板４１は、支持板４０の上縁から機械室８に向けて張り出している。前板４２は、支持板４０の前縁から機械室８に向けて張り出すとともに、第１の電気部品箱２１の前板２９の上端に連なっている。背板４３は、支持板４０の後縁から機械室８に向けて張り出すとともに、第１の電気部品箱２１の背板３０の上端に連なっている。そのため、箱本体３８は、機械室８に開口されている。

さらに、前板４２の下端および背板４３の下端に夫々フランジ部４２ａ，４３ａが形成されている。フランジ部４２ａは、前板４２の下端から直角に折り曲げられて、箱本体３８の内側に張り出している。同様に、フランジ部４３ａは、背板４３の下端から直角に折り曲げられて、箱本体３８の内側に張り出している。フランジ部４２ａ，４３ａは、第１の電気部品箱２１の天板２８の上に重ねられているとともに、例えばねじ止め等の手段により天板２８に固定されている。カバープレート３９は、箱本体３８の開口端を取り外し可能に覆うとともに、機械室８の上部領域に露出されている。

この結果、第２の電気部品箱２２は、第１の電気部品箱２１の上端に選択的に取り外し可能に固定されている。

図３に示すように、本実施形態の室外機１は、三つのリアクタ４５ａ，４５ｂ，４５ｃを備えている。三つのリアクタ４５ａ，４５ｂ，４５ｃのうちの二つのリアクタ４５ａ，４５ｂは、第２の電気部品箱２２に収容されている。リアクタ４５ａ，４５ｂは、室外機本体２の奥行方向に並ぶように、第２の電気部品箱２２の支持板４０に支持されている。

さらに、三つのリアクタ４５ａ，４５ｂ，４５ｃのうちの残りの一つのリアクタ４５ｃは、仕切り板６の機械室８に臨む面の上部に支持されている。本実施形態によると、リアクタ４５ｃは第２の回路部品の一例であって、第１の電気部品箱２１の底板３１の真下に位置されている。

図２および図４に示すように、第３の電気部品箱２３は、第１の電気部品箱２１のカバープレート２６から機械室８に向けて突出されている。第３の電気部品箱２３は、第１の電気部品箱２１と直交するような姿勢で室外機本体２の幅方向に沿って配置されている。

本実施形態では、第３の電気部品箱２３の前面にインターフェース基板４７が支持されている。さらに、第３の電気部品箱２３の下端に機械室８の下方に向けて突出するサポート部４８が形成されている。サポート部４８には、インターフェース基板４７に電気的に接続された端子台４９が支持されている。このような第３の電気部品箱２３は、機械室８の上部領域に収められ、冷媒回路を構成する圧縮機１５、アキュームレータ１６および冷媒管１７の上方に位置されている。

図３および図５は、第１の電気部品箱２１の内部構造を示している。図３および図５に示すように、箱本体２５の底板３１は、排水通路５１を備えている。排水通路５１は、室外機本体２の奥行き方向に延びた溝で規定され、リアクタ４５ｃの上方を跨いでいる。

具体的に述べると、底板３１に室外機本体２の奥行き方向に沿うスリット状の長孔５２が形成されている。長孔５２は、第２の制御基板３４の下縁３４ａの直下に位置するように底板３１の略全長に亘って延びている。

さらに、底板３１の下面に一本の樋５３が例えば溶接等の手段で取り付けられている。樋５３は、長孔５２を底板３１の下方から覆うように室外機本体２の奥行き方向に延びている。樋５３の後端は、長孔５２の後端よりも底板３１の後部に向けて延長されて、機械室８の後端に位置されている。

排水口５４が樋５３の後端に形成されている。排水口５４は、リアクタ４５ｃよりも機械室８の後方に位置され、リアクタ４５ｃから大きく離れている。さらに、本実施形態では、樋５３の底５３ａは、樋５３の前端から排水口５４に向けて下向きに傾斜されている。

空気調和機の室外機１を暖房モードで運転した場合、制御ユニット１９の第１および第２の制御基板３３，３４が発熱する。これにより、第１の電気部品箱２１の中の空気の温度が上昇する。第１および第２の制御基板３３，３４を支持する箱本体２５の支持板２７は、熱交換室７に露出されて当該熱交換室７を流通する外気によって冷やされる。

この結果、第１の電気部品箱２１の中の空気が冷たい支持板２７に触れることで、空気中の水蒸気が凝結して水滴となる、いわゆる結露現象が生じる。水滴は、箱本体２５の内面あるいはカバープレート２６の内面を伝って下向きに流れ、底板３１の上に結露水となって滞留しようとする。

第１の実施形態では、底板３１に排水通路５１を規定する長孔５２が形成されているので、結露水は長孔５２から樋５３に流入する。樋５３は、機械室８に開口された排水口５４を有するとともに、樋５３の底５３ａが排水口５４に向けて下向きに傾斜されている。そのため、長孔５２から樋５３に流入した結露水は、樋５３の傾斜に伴い排水口５４に向けて流れ、当該排水口５４から機械室８の後部に排出される。

したがって、第１の電気部品箱２１の内部に生じた結露水を速やかに第１の電気部品箱２１の外に排出することができ、第１の電気部品箱２１の底に結露水が滞留するのを回避できる。よって、結露水が第２の制御基板３４に付着するのを抑制することができ、第２の制御基板３４のショートや室外機１の動作不良を防止できる。

さらに、第１の実施形態によると、第１の電気部品箱２１の排水通路５１は、リアクタ４５ｃの上方を跨いでリアクタ４５ｃよりも後方に延びており、当該排水通路５１の後端に排水口５４が形成されている。そのため、第１の電気部品箱２１に対する結露水の排水方向が一方向に特定され、結露水はリアクタ４５ｃよりも室外機本体２の後方に離れた位置で排水口５４から機械室８に排出される。

よって、第１の電気部品箱２１の直下に水分を嫌うリアクタ４５ｃを配置することができる。

一方、第２の電気部品箱２２に収容されたリアクタ４５ａ，４５ｂは、コイルが巻回された積層鉄心を有している。このため、リアクタ４５ａ，４５ｂは、第１の電気部品箱２１に収容された第１および第２の制御基板３３，３４に比べて重量が嵩む。

第１の実施形態では、第１および第２の制御基板３３，３４を収容した第１の電気部品箱２１と、リアクタ４５ａ，４５ｂを収容した第２の電気部品箱２２とが互いに別の要素として分離されている。このため、室外機１を組み立てる際に、第１および第２の制御基板３３，３４を収容した第１の電気部品箱２１を仕切り板６の上端に据え付けた後、重量物であるリアクタ４５ａ，４５ｂを収容した第２の電気部品箱２２を第１の電気部品箱２１の上に据え付けることができる。

すなわち、第１の制御基板３３、第２の制御基板３４およびリアクタ４５ａ，４５ｂを一つの部品箱に一括して収容した場合、部品箱が重く大きなものとなって室外機１を組み立てる際の作業性が悪くなる。

しかるに、第１の実施形態によれば、リアクタ４５ａ，４５ｂを収容した第２の電気部品箱２２が第１の電気部品箱２１から独立しているので、重い第２の電気部品箱２２の取り扱いを容易に行なうことができる。よって、第２の電気部品箱２２の据え付け時の作業性を改善することができる。

[第２の実施形態]
図６および図７は、第２の実施形態を開示している。第２の実施形態は、三台の送風機を備えた室外機６１を開示している。室外機６１の基本的な構成は、第１の実施形態の室外機１と同様である。このため、第２の実施形態において、第１の実施形態と同一の構成部分には同一の参照符号を付して、その説明を省略する。

第２の実施形態によると、三台の送風機が室外機本体６２の高さ方向に配列されており、これら送風機のプロペラファンを覆う三つのファンガード６３ａ，６３ｂ，６３ｃが室外機本体６２の前面に配置されている。そのため、三台の送風機を有する第２の実施形態の室外機６１は、第１の実施形態の室外機１よりも背が高い。

室外機本体６２の内部は、ベース３から起立した第１の仕切り板６４、収納ケース２０の第１の電気部品箱２１および第２の仕切り板６５によって熱交換室７と機械室８とに区分けされている。第２の仕切り板６５は、第１の電気部品箱２１の上端に連結されている。

第２の実施形態では、収納ケース２０の第２の電気部品箱２２が第１の電気部品箱２１の下端に選択的に取り外し可能に固定されている。具体的には、図７に示すように、第２の電気部品箱２２の天板４１が第１の電気部品箱２１の底板３１に例えばねじ止め等の手段により固定されている。第１の電気部品箱２１の排水通路５１は、底板３１と天板４１との間に位置されている。そのため、排水通路５１の排水口５４から排出された結露水は、第２の電気部品箱２２の外周面を伝って機械室８に導かれる。

さらに、第１の電気部品箱２１の底に連結された第２の電気部品箱２２の下端からベース３までの距離は、前記第１の実施形態の第１の電気部品箱２１の下端からベース３までの距離と同等である。この結果、第２の電気部品箱２２の高さに相当する分だけ、第１の電気部品箱２１および第３の電気部品箱２３が機械室８の内部で押し上げられる。

したがって、機械室８の下部領域のスペースが拡張され、当該下部領域に例えば背が高い圧縮機１５やアキュームレータ１６および太い冷媒管１７を無理なく収めることが可能となる。

[第３の実施形態]
図８は、第３の実施形態を開示している。第３の実施形態は、第２の電気部品箱２２に関する事項が第１の実施形態と相違している。それ以外の収納ケース２０の構成は第１の実施形態と同様である。そのため、第３の実施形態において、第１の実施形態と同一の構成部分については同一の参照符号を付して、その説明を省略する。

第３の実施形態では、第２の電気部品箱２２の内部に第１の実施形態のリアクタの代わりに他の制御基板７１が収容されている。制御基板７１の上には、例えばコンデンサやＩＣチップのような各種の回路部品７２が実装されている。

第３の実施形態によれば、様々な形態の室外機に対応するように回路部品のレイアウトおよび配線処理を行なうことができる。よって、室外機の種類に応じた柔軟な設計が可能となる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

２，６２…室外機本体、２０…収納ケース、２１…第１の収納部（第１の電気部品箱）、２２…第２の収納部（第２の電気部品箱）、３１…底板、３３，３４…第１の回路部品（第１の制御基板、第２の制御基板）、３４ａ…下縁、３６…回路素子、４５ｃ…第２の回路部品（リアクタ）、５１…排水通路、５４…排水口。

Claims (7)

1. 室外機本体と、
   前記室外機本体の内部に配置された収納ケースと、
   前記収納ケースに起立した姿勢で収容され、回路素子が実装された基板と、を具備し、
   前記収納ケースは、前記基板の下方に位置されるとともに当該基板の下縁と隣り合う底板を有し、当該底板に結露現象により前記収納ケース内に生じた水分を前記収納ケースの外に排出する排水通路が設けられ、当該排水通路が前記基板の前記下縁に沿って延びている冷凍サイクル装置の室外機。
2. 前記排水通路は、前記収納ケースの外に開口された排水口を有し、前記排水通路の底が前記排水口に向けて下向きに傾斜された請求項１に記載の冷凍サイクル装置の室外機。
3. 前記排水通路は、前記底板に設けられたスリット状の孔と、当該孔を下方から覆うように前記底板に取り付けられた樋と、を有し、前記樋の端部に前記排水口が設けられた請求項２に記載の冷凍サイクル装置の室外機。
4. 前記室外機本体は、外気が流通する熱交換室および機械室を有し、前記収納ケースは、前記熱交換室と前記機械室との間に介在されているとともに、前記収納ケースが前記熱交換室に露出された請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置の室外機。
5. 室外機本体と、
   前記室外機本体の内部に配置され、第１の回路部品を収容するとともに当該第１の回路部品の下方に位置された底板を有する収納ケースと、
   前記室外機本体に収容され、前記収納ケースの下方に位置された第２の回路部品と、
   前記収納ケースの前記底板に設けられ、結露現象により前記収納ケース内に生じた水分が流入するとともに、前記第２の回路部品を外れた位置に開口された排水口を有する排水通路と、を具備し、
   前記排水通路は、前記第２の回路部品の上方を横切る方向に延びた溝によって規定され、前記第２の回路部品から離れた前記排水通路の端部に前記排水口が開口された冷凍サイクル装置の室外機。
6. 前記排水通路の底が前記排水口に向けて下向きに傾斜された請求項５に記載の冷凍サイクル装置の室外機。
7. 室外機本体と、
   前記室外機本体の内部に配置され、第１の収納部と、当該第１の収納部の上端又は下端に選択的に取り外し可能に固定された第２の収納部と、を有する収納ケースと、
   前記収納ケースの前記第１の収納部に起立した姿勢で収容され、回路素子が実装された基板と、
   前記収納ケースの前記第２の収納部に収容された回路部品と、
   を具備し、
   前記第１の収納部は、前記基板の下方に位置されるとともに当該基板の下縁と向かい合う底板を有し、当該底板に結露現象により前記第１の収納部内に生じた水分を前記第１の収納部の外に排出する排水通路が設けられ、当該排水通路が前記基板の前記下縁に沿って延びている冷凍サイクル装置の室外機。

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