JP6902399B2 - Harmonic suppressor and refrigerator - Google Patents
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Description
本発明は、高調波抑制装置および冷凍装置に関する。 The present invention relates to a harmonic suppression device and a refrigerating device.
空気調和機や冷凍機等の冷凍装置は、圧縮機やファンモータ等を備えている。これら冷凍装置の高効率な運転を実現するため、圧縮機とファンモータは回転速度を可変できるようにインバータ装置により駆動されるものが多い。しかし、インバータ装置を商用電源に接続すると、高調波電流が発生し、振動や騒音等を引き起こす可能性がある。その対策として、下記特許文献1の明細書段落0022には、「高調波抑制装置20は、制御器10のインバータ主回路14によって発生する高調波を抑制するものである。この高調波抑制装置20は、ノイズフィルタ21と、リプルフィルタ22と、リアクタ23a〜23cと、たとえばワイドバンドギャップ半導体で構成された複数のスイッチング素子で構成されたスイッチ回路24と、コンデンサ25とを備えており、制御器に並列に分岐接続され、電源高調波の抑制対策を行なうようになっている。」と記載されている。
Refrigerating devices such as air conditioners and refrigerators are equipped with compressors, fan motors, and the like. In order to realize highly efficient operation of these refrigerating devices, many compressors and fan motors are driven by an inverter device so that the rotation speed can be changed. However, when the inverter device is connected to a commercial power source, a harmonic current is generated, which may cause vibration, noise, or the like. As a countermeasure, the paragraph 0022 of the specification of
しかし、空気調和機等に高調波抑制装置を設けると、空気調和機等の筐体の大型化やコストアップを招きやすい。
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、小型かつ安価な高調波抑制装置および冷凍装置を提供することを目的とする。
However, if a harmonic suppression device is provided in an air conditioner or the like, the housing of the air conditioner or the like is likely to be enlarged and the cost is increased.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a compact and inexpensive harmonic suppression device and refrigerating device.
上記課題を解決するため本発明の高調波抑制装置にあっては、リアクトルと、蓄電部と、スイッチング素子を有し、電源に接続された線路から前記リアクトルを介して電流を吸収し前記蓄電部を充電するとともに、前記蓄電部を放電させ前記リアクトルを介して前記線路に電流を供給する駆動回路と、第1の面と、その裏面の第2の面とを有する板状に形成され、前記リアクトルと、前記蓄電部と、前記駆動回路と、前記スイッチング素子とを実装する回路基板と、前記回路基板を立設させつつ収納する筐体と、前記第2の面に沿って送風する冷却ファンと、前記回路基板の周縁部と、前記第2の面の一部と、を囲うとともに、前記回路基板を前記筐体に固定する樹脂ケースと、前記線路に接続された端子台と、を有し、前記リアクトルは前記第2の面に実装され、前記スイッチング素子は前記リアクトルの上方において前記第2の面に実装され、前記蓄電部は、前記リアクトルの上方において前記第1の面に実装され、前記樹脂ケースは、前記第2の面に当接することによって前記端子台を係止する突起部を有することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the harmonic suppression device of the present invention has a reactor, a power storage unit, and a switching element, and absorbs current from a line connected to a power supply via the reactor, and the power storage unit. It is formed in a plate shape having a drive circuit for charging the power storage unit and supplying a current to the line through the reactor, a first surface, and a second surface on the back surface thereof. A circuit board on which the reactor, the power storage unit, the drive circuit, and the switching element are mounted, a housing in which the circuit board is erected and stored, and a cooling fan that blows air along the second surface. A resin case that surrounds the peripheral edge of the circuit board and a part of the second surface, and fixes the circuit board to the housing, and a terminal block connected to the line. The reactor is mounted on the second surface, the switching element is mounted on the second surface above the reactor, and the power storage unit is mounted on the first surface above the reactor. The resin case is characterized by having a protrusion that locks the terminal block by abutting on the second surface.
本発明によれば、小型かつ安価な高調波抑制装置および冷凍装置を実現できる。 According to the present invention, a compact and inexpensive harmonic suppression device and refrigerating device can be realized.
[第1実施形態]
〈回路構成〉
図1は、本発明の第1実施形態による高調波抑制装置S1のブロック図である。
図1において、高調波抑制装置S1は、その内部の線路9を介して、三相三線式の商用電源200と、負荷装置202とを接続している。負荷装置202は、例えば空気調和機や冷凍機等である。そして、高調波抑制装置S1は、端子台5と、制御回路11と、駆動回路12と、リプルフィルタ回路13と、ノイズフィルタ回路14と、サージ抑制回路15と、電流検出回路16と、複数のコンデンサ17(蓄電部)と、複数のリアクトル18と、複数のヒューズ19と、電圧検出回路20と、を有している。
[First Embodiment]
<Circuit configuration>
FIG. 1 is a block diagram of a harmonic suppression device S1 according to the first embodiment of the present invention.
In FIG. 1, the harmonic suppression device S1 connects a three-phase three-wire type
電流検出回路16は、端子台5および線路9を介して商用電源200と、負荷装置202との間に接続されている。電流検出回路16は、2個の電流センサ23を有し、これによって商用電源200から負荷装置202に供給される電流を検出する。ノイズフィルタ回路14は、ヒューズ19および端子台5を介して商用電源200に接続されている。また、ノイズフィルタ回路14には、リプルフィルタ回路13が接続され、リプルフィルタ回路13は、3個のリアクトル18を介して駆動回路12に接続され、駆動回路12は、並列接続された複数のコンデンサ17に接続されている。また、電圧検出回路20は、リプルフィルタ回路13およびノイズフィルタ回路14の接続点における電圧を検出する。制御回路11は、電流検出回路16および電圧検出回路20の検出結果に基づいて、駆動回路12を制御する。
The
ここで、リプルフィルタ回路13は、駆動回路12が発生するリプル成分を減衰させる。また、ノイズフィルタ回路14は、駆動回路12が商用電源200に及ぼす電源雑音を抑制する。リプルフィルタ回路13およびノイズフィルタ回路14は、共にローパスフィルタである。但し、両者の目的は上述のように相違するため、リプルフィルタ回路13のカットオフ周波数は1kHz以上の周波数であり、ノイズフィルタ回路14のカットオフ周波数は、リプルフィルタ回路13よりも低い、例えば200Hz未満の周波数である。また、サージ抑制回路15は、ノイズフィルタ回路14とアース(筐体)との間に接続され、商用電源200から伝搬する外来サージを抑制する。
Here, the
駆動回路12は、制御回路11の指令に基づいて、昇圧チョッパ回路またはパルス幅変調回路として動作する。すなわち、制御回路11は、線路9から電流を吸収すべき場合は、リアクトル18と駆動回路12とを昇圧チョッパ回路として動作させ、商用電源200の電圧よりも高い直流電圧でコンデンサ17を充電する。
The
また、制御回路11は、線路9に対して電流を供給すべき場合は、リアクトル18と駆動回路12とをパルス幅変調回路として動作させる。すなわち、コンデンサ17に蓄積された電荷を断続的に放電する。このように、制御回路11および駆動回路12は、商用電源200から高調波抑制装置S1に流入する電流の高調波成分を抑制するように、線路9に対する電流の吸収と供給とを繰り返し、商用電源200から高調波抑制装置S1に流入する電流波形を正弦波に近づける。
Further, when the current should be supplied to the
ヒューズ19は、ノイズフィルタ回路14等が故障し過電流が流れた場合に、ノイズフィルタ回路14等を商用電源200から遮断する。以上述べた、高調波抑制装置S1内の各要素は、回路基板2に実装されている。そして、回路基板2に実装されている要素間の配線は、主として回路基板2に形成されている導体パターンによって実現される。
The
〈外観構成〉
図2(a)は、本実施形態における高調波抑制装置S1の正面図であり、(b)は同側面図である。
高調波抑制装置S1の筐体1は、略直方体枠状に形成されており、その内部には、略長方形板状の回路基板2が配置されている。回路基板2は、図示せぬネジ等によって、筐体1の内部に立設した状態で固定されている。また、図2(a)において、左側板1dおよび右側板1eは、略長方形板状に形成され、各々筐体1の左右側面を覆っている。また、図2(b)に示すように、筐体1の正面は、略長方形板状の正面板1c(平面部材)で覆われている。但し、図2(a)は正面板1cを取り除いた状態を示しており、図2(b)は右側板1eを取り除いた状態を示している。
<Appearance composition>
FIG. 2A is a front view of the harmonic suppression device S1 according to the present embodiment, and FIG. 2B is a side view of the harmonic suppression device S1.
The
図2(b)に示す正面板1cの上方では、筐体1から長方形板状のフランジ1aが上方向に突出している。また、正面板1cの下方では、筐体1から長方形板状のフランジ1bが下方向に突出している。二点鎖線で示す梁部材70,72は、高調波抑制装置S1を実装しようとする機器(例えば空気調和機)に設けられている部材である。フランジ1a,1bは、図示せぬネジ等によって梁部材70,72に固定される。ここで、梁部材72およびフランジ1bは、梁部材70およびフランジ1aと比較して、若干後方に位置している。これにより、ネジ等を全て外した場合においても、図示のように、筐体1が梁部材72に載置された状態になる。従って、高調波抑制装置S1が後方に向けて回転しないように、その上部を軽く手で押さえておけば、その落下を防止できる。
Above the
図2(a)において、回路基板2の表面2a(第1の面)の左上隅部には、制御回路11が実装されている。そして、表面2aの右上隅部には、複数の(図示の例では3個の)コンデンサ17が横方向に沿って配置されている。そして、これらコンデンサ17の下方には、駆動回路12が配置されている。ここで、駆動回路12は、パワーモジュール21(スイッチング素子)を有している。パワーモジュール21は、その内部に図示せぬスイッチング素子、ダイオード等を封入している。
In FIG. 2A, the
図2(b)に示すように、パワーモジュール21は、回路基板2の裏面2b(第2の面)に実装されている。また、パワーモジュール21には、これを冷却するための放熱フィン22が装着されている。また、パワーモジュール21および放熱フィン22の下方には、3個のリアクトル18が実装されている。また、放熱フィン22およびリアクトル18は、支持部材7によって支持されている。放熱フィン22およびリアクトル18は質量が比較的大きいが、これらを支持部材7によって支持することにより、回路基板2に加えられるストレスを軽減することができる。また、回路基板2の裏面2bにおいて、パワーモジュール21、放熱フィン22およびリアクトル18の下方には、冷却ファン6が配置されている。
As shown in FIG. 2B, the
また、図2(a)の破線で示すように、3個のリアクトル18は、横方向に沿って配列されている。そして、回路基板2の表面2aにおいて、制御回路11の下方には電圧検出回路20が配置され、電圧検出回路20およびリアクトル18の下方にはリプルフィルタ回路13が配置されている。また、リプルフィルタ回路13の下方には、ノイズフィルタ回路14が配置されている。また、ノイズフィルタ回路14の下方には、電流検出回路16とヒューズ19とが配置され、さらに下方には端子台5が配置されている。なお、図2(b)においては、リプルフィルタ回路13、ノイズフィルタ回路14、電流検出回路16、ヒューズ19等は図示を省略する。
Further, as shown by the broken line in FIG. 2A, the three
ここで、パワーモジュール21とリアクトル18とは発熱量が大きいため、他の部品への影響を回避するために、他の部品から離れた位置に実装することが好ましい。また、放熱フィン22およびリアクトル18は、冷却ファン6からの風がなるべく直接当たる位置に配置することが好ましい。従って、パワーモジュール21と、放熱フィン22と、リアクトル18とは、図2(b)に示したように、回路基板2の裏面2b側に実装することが好ましい。また、リプルフィルタ回路13およびノイズフィルタ回路14は、さほど発熱量が大きくないため、図2(a)に示したように、回路基板2の表面2aに実装している。
Here, since the
図1において、コンデンサ17を充放電する場合には、端子台5、ヒューズ19、ノイズフィルタ回路14、リプルフィルタ回路13、リアクトル18、駆動回路12、コンデンサ17の経路で電流が流れる。これらの要素は、図2(a),(b)において、ほぼ同順で上下方向に沿って配列されている。これにより、各要素間の配線を短くすることができ、少ない数の(例えば、上記例においては1枚の)回路基板2に実装することができる。
In FIG. 1, when the
〈比較例〉
次に、本実施形態の効果を明らかにするため、比較例の構成について説明する。
図3は、比較例による高調波抑制装置SHのブロック図である。高調波抑制装置SHは、上記第1実施形態の高調波抑制装置S1(図1参照)と同様に、端子台5と、制御回路11と、駆動回路12と、リプルフィルタ回路13と、ノイズフィルタ回路14と、電流検出回路16と、複数のリアクトル18と、複数のヒューズ19と、電圧検出回路20と、を有している。
<Comparison example>
Next, in order to clarify the effect of the present embodiment, the configuration of the comparative example will be described.
FIG. 3 is a block diagram of a harmonic suppression device SH according to a comparative example. Similar to the harmonic suppression device S1 (see FIG. 1) of the first embodiment, the harmonic suppression device SH includes a
但し、本比較例の高調波抑制装置SHは、2枚の基板すなわち制御駆動基板3とフィルタ基板4を有している。ここで、制御駆動基板3は、制御回路11と、駆動回路12と、電流検出回路16と、電圧検出回路20と、を実装している。また、フィルタ基板4は、ノイズフィルタ回路14と、リプルフィルタ回路13と、を実装している。
However, the harmonic suppression device SH of this comparative example has two substrates, that is, a
さらに、制御駆動基板3の駆動回路12には、1個のコンデンサ17Aが接続されている。また、制御駆動基板3およびフィルタ基板4の外部に配線されている被覆ケーブルを「渡り配線」と呼ぶ。図3においては、渡り配線を太実線で表示している。ここで、制御駆動基板3およびフィルタ基板4には、それぞれサージ抑制回路15A,15Bが実装されている。これらサージ抑制回路15A,15Bは、それぞれアース(筐体1)に接続されている。
Further, one
このように、基板毎にサージ抑制回路15A,15Bを設けた理由は、渡り配線に生じるサージを抑制するためである。すなわち、高調波抑制装置S1の近傍に落雷があると、渡り配線にサージ電圧が誘起される。本比較例では、渡り配線が比較的長いため、サージ電圧が高くなりやすい。従って、基板毎にサージ抑制回路15A,15Bを設けることが好ましいと考えられる。
As described above, the reason why the
本比較例においては、線路9も被覆ケーブルであり、この線路9に電流センサ23が装着されている。また、端子台5とフィルタ基板4との間には、渡り配線を介してヒューズ19が接続されている。電流検出回路16は、コネクタ(符号なし)および渡り配線を介して電流センサ23に接続されている。また、電圧検出回路20は、制御駆動基板3およびフィルタ基板4にそれぞれ設けられたコネクタ(符号なし)と、渡り配線とを介して、リプルフィルタ回路13およびノイズフィルタ回路14に接続されている。
In this comparative example, the
図4(a)は、本比較例による高調波抑制装置SHの正面図であり、(b)は同側面図である。
高調波抑制装置SHの筐体1は、上記第1実施形態のもの(図2(a),(b)参照)と同様である。筐体1の内部空間においては、フィルタ基板4が上部に装着され、制御駆動基板3はその下方に装着されている。また、図4(b)に示すように、基板3,4の後方には、支持部材8が配置されている。
FIG. 4A is a front view of the harmonic suppression device SH according to this comparative example, and FIG. 4B is a side view of the same.
The
パワーモジュール21には放熱フィン22が装着され、リアクトル18と放熱フィン22は支持部材8によって支持されている。コンデンサ17は筐体1に直接固定されている。また、端子台5は、支持部材10に装着されている。冷却ファン6は、放熱フィン22およびリアクトル18を冷却できるように、筐体1の下部に実装されている。
A
〈第1実施形態の効果〉
以上説明したように、本実施形態によれば、リアクトル18は回路基板2の裏面2bに実装され、パワーモジュール21はリアクトル18の上方において裏面2bに実装されている。また、コンデンサ17は、リアクトル18の上方において表面2aに実装されている。
これらの要素は、電流が流れる経路とほぼ同順で上下方向に沿って配列されているため、これら要素を接続する配線を回路基板2の導体パターンとして実現しやすくなり、上記比較例と比較すると、回路基板の数、渡り配線の数、渡り配線の長さ、コネクタの数、端子台の数、およびサージ抑制回路の数等を削減できる。これにより、小型かつ安価な高調波抑制装置S1を実現できる。
<Effect of the first embodiment>
As described above, according to the present embodiment, the
Since these elements are arranged along the vertical direction in substantially the same order as the path through which the current flows, it becomes easier to realize the wiring connecting these elements as the conductor pattern of the
また、本実施形態によれば、横方向に沿って複数のコンデンサ17を配置したため、コンデンサ17を回路基板2に実装しやすくなる。また、回路基板2からのコンデンサ17の突出長を短くできるため、放熱フィン22を大きくすることができ、パワーモジュール21に対する冷却効果を高めることができる。
Further, according to the present embodiment, since the plurality of
また、本実施形態によれば、リアクトル18と線路9との間にリプルフィルタ回路13を設け、リプルフィルタ回路13はリアクトル18の下方に実装したため、リアクトル18とリプルフィルタ回路13とを接続する配線を回路基板2の導体パターンとして実現しやすくなり、渡り配線の数や長さ等を一層削減できる。
Further, according to the present embodiment, the
また、本実施形態によれば、端子台5とリプルフィルタ回路13との間にノイズフィルタ回路14を実装したため、リプルフィルタ回路13とノイズフィルタ回路14とを接続する配線を回路基板2の導体パターンとして実現しやすくなり、渡り配線の数や長さ等を一層削減できる。
Further, according to the present embodiment, since the
また、本実施形態において、筐体1は、被取付箇所に対向する正面板1cと、正面板1cに沿って、上方および下方に向かって突出する一対の板状のフランジ1a,1bと、を有する。これにより、高調波抑制装置S1を様々な箇所に実装しやすくなる。
Further, in the present embodiment, the
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態による高調波抑制装置の構成を説明する。なお、以下の説明において、図1〜図4の各部に対応する部分には同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。
図5(a)は、本実施形態に適用される樹脂ケース50の単品の正面図、図5(b)はその側面図、図5(c)はそのI−I断面図である。また、図6(a)は、回路基板2を収納した樹脂ケース50の正面図であり、図6(b)はそのII−II断面図である。
本実施形態の全体構成は、第1実施形態のもの(図1、図2参照)と同様であるが、本実施形態においては、回路基板2に対して樹脂ケース50が装着され、筐体1に実装される点が異なる。
[Second Embodiment]
Next, the configuration of the harmonic suppression device according to the second embodiment of the present invention will be described. In the following description, the parts corresponding to the respective parts of FIGS. 1 to 4 may be designated by the same reference numerals, and the description thereof may be omitted.
5 (a) is a front view of a
The overall configuration of this embodiment is the same as that of the first embodiment (see FIGS. 1 and 2), but in this embodiment, the
図5(a)において、樹脂ケース50は、略長方形状の背面板51を有している。また、樹脂ケース50は、背面板51の左辺、下辺、右辺、および上辺から各々前方に向かって突出する左側板52、下板53、右側板54、および上板55を有している。
In FIG. 5A, the
ここで、背面板51には、パワーモジュール21(図6(a)参照)の後面を露出させるための略長方形の貫通孔51a(支持部)が形成されている。また、貫通孔51aの下方には、リアクトル18から巻線を導入するための略長方形の貫通孔51b(支持部)が形成されている。さらに、貫通孔51a,51bの周囲には、放熱フィン22およびリアクトル18を背面板51に固定するための複数のネジ穴51c(支持部)が形成されている。放熱フィン22やリアクトル18は質量が比較的大きいが、これらを樹脂ケース50によって支持することにより、回路基板2に加えられるストレスを軽減することができる。さらに、回路基板2(図6(a)参照)に対してパワーモジュール21およびリアクトル18を半田付けする際、半田付け部分の信頼性を向上することができる。なお、放熱フィン22やリアクトル18を装着する箇所においては、他の部分よりも背面板51の樹脂を肉厚にし、強度を確保することが好ましい。
Here, the
また、図5(c)において、左側板52には、前後方向に交互に形成位置を変えながら、内側に向かって突出する前方小突起56(第1の突起部)と、後方小突起58(第2の突起部)が複数形成されている。また、他の下板53、右側板54、上板55にも、同様に複数の前方小突起56および後方小突起58が形成されている。また、図5(b)に示すように、右側板54には、前方小突起56の上下位置に前後方向に沿って切り欠いたスリット57が形成されている。また、図5(a)に示すように、下板53および上板55にも、前方小突起56を挟むようにスリット57が形成されている。
Further, in FIG. 5C, the
次に、回路基板2を樹脂ケース50に装着する方法について説明する。まず、回路基板2の左辺を、左側板52(図5(c)参照)の前方小突起56と後方小突起58との間の空間に挿入する。次に、回路基板2の下辺、右辺および上辺を、図5(a)に示す下板53、右側板54および上板55に沿わせ、回路基板2を後方に向かって押し込む。すると、各部の前方小突起56の周辺部分(スリット57に挟まれた部分)が外側に向かって撓む。回路基板2をさらに押し込むと、回路基板2は、下板53、右側板54および上板55における前方小突起56と後方小突起58に挟まれた位置に達する。その際、各部の前方小突起56の周辺部分が元の位置に戻り、図6(a),(b)に示すように、回路基板2は樹脂ケース50に装着された状態になる。
Next, a method of mounting the
回路基板2に樹脂ケース50が装着されると、両者を一体の部品として取り扱うことができ、これらを筐体1に装着する際の組立性を向上することができる。また、図6(b)に示すように、背面板51の下部に形成された突起部51dは、回路基板2の裏面2bに当接している。ここで、端子台5にケーブルの端子(図示せず)をネジで締め付けて装着しようとすると、回路基板2には、端子台5の箇所において、後方に押圧されるようなストレスが加わる。しかし、図6(b)に示した構成によれば、突起部51dが回路基板2の裏面2bから端子台5を支えるため、回路基板2に加わるストレスを小さくすることができる。
When the
以上のように、本実施形態によれば、上述した第1実施形態と同様の効果を奏する。
さらに、本実施形態によれば、樹脂ケース50に設けた突起部51dは、回路基板2に裏面2bから接することによって端子台5を係止するため、端子台5にケーブルを接続する際に回路基板2に加わるストレスを小さくすることができ、回路基板2として薄いものを採用できるようになる。
As described above, according to the present embodiment, the same effect as that of the first embodiment described above is obtained.
Further, according to the present embodiment, the
また、本実施形態によれば、樹脂ケース50は、リアクトル18および放熱フィン22を支持する支持部(51a,51b,51c)をさらに有する。これにより、リアクトル18および放熱フィン22によって回路基板2に加わるストレスを小さくすることができ、回路基板2として薄いものを採用できるようになる。
Further, according to the present embodiment, the
また、樹脂ケース50は、表面2aの側から回路基板2を係止する前方小突起56と、裏面2bの側から回路基板2を係止する後方小突起58と、を有する。これにより、回路基板2を樹脂ケース50に容易に装着することができ、組立性を一層向上させることができる。
Further, the
[第3実施形態]
〈冷凍サイクルの構成〉
次に、本発明の第3実施形態による空気調和機について説明する。
図7は、本実施形態による空気調和機100(冷凍装置)の冷凍サイクル系統図である。図7に示すように、本実施形態の空気調和機100は、室外機110と、室内機120と、を備えるとともに、両者を接続するガス配管131と、液配管132と、を備えている。
[Third Embodiment]
<Composition of refrigeration cycle>
Next, the air conditioner according to the third embodiment of the present invention will be described.
FIG. 7 is a refrigeration cycle system diagram of the air conditioner 100 (refrigerator) according to the present embodiment. As shown in FIG. 7, the
そして、室外機110は、圧縮機111と、四方弁112と、室外熱交換器113と、室外膨張弁114と、を備えている。これらは、配管(符号なし)によって順次接続されている。また、室外機110は、室外電気箱141と、室外ファン115と、室外ファンモータ116と、高調波抑制装置150と、を備えている。ここで、高調波抑制装置150には、第1,第2実施形態における何れかの高調波抑制装置S1を適用することができる。
The
また、室外ファン115は室外ファンモータ116によって回転駆動され、室外熱交換器113を冷却する。また、室外電気箱141は、室外熱交換器113や四方弁112等の制御や、圧縮機111や室外ファンモータ116のインバータ制御等を行う、各種電気回路を収納している。
Further, the
また、室内機120は、室内熱交換器123と、室内膨張弁124と、を備えている。両者は、配管(符号なし)によって相互に接続されている。また、室内機120は、室内ファン125と、室内ファンモータ126と、室内電気箱142と、を備えている。また、室内ファン125は室内ファンモータ126によって回転駆動され、室内熱交換器123を冷却する。また、室内電気箱142は、室内ファンモータ126のインバータ制御等を行う、各種電気回路を収納している。四方弁112は、冷媒の流れを切り替える弁であり、これにより冷房運転と暖房運転とが切り替わる。室外膨張弁114と室内膨張弁124は、冷媒を減圧して低温低圧にする。
Further, the
〈冷凍サイクルの動作〉
次に、冷房運転を例として、本実施形態における空気調和機100の冷凍サイクルの動作を説明する。なお、図7の各部に示した矢印は、空気調和機100の冷房運転における冷媒の流れを示している。
冷房運転において、四方弁112は、実線で示すように、圧縮機111の吐出側と熱交換器113とを連通させ、圧縮機111の吸入側とガス配管131とを連通させる。
<Operation of refrigeration cycle>
Next, the operation of the refrigeration cycle of the
In the cooling operation, as shown by the solid line, the four-
圧縮機111から吐出される冷媒は、高温高圧のガス状である。この冷媒は、四方弁112を通過し、熱交換器113側に流れる。熱交換器113に流入したガス状の冷媒は、室外ファン115によって供給される室外の空気と熱交換して凝縮され、液状の冷媒となる。この液状の冷媒は、全開状態の膨張弁114および液配管132を通過して、室内機120に流入する。室内機120に流入した液状の冷媒は、室内膨張弁124によって減圧され、低温低圧のガス液混合状の冷媒となる。
The refrigerant discharged from the
この低温低圧のガス液混合状の冷媒は、室内の熱交換器123に流入して、室内ファン125によって供給される室内の空気と熱交換されて蒸発し、ガス状の冷媒となる。この際、室内の空気は、ガス液混合状の冷媒の蒸発潜熱によって冷却され、冷風が部屋内に送られる。その後、室内機120から流出したガス状の冷媒は、ガス配管131を通過し、室外機110に戻される。室外機110に戻されたガス状の冷媒は、四方弁112を通過し、圧縮機111に吸入され、再度圧縮機111で圧縮されることによって、一連の冷凍サイクルが形成される。
This low-temperature, low-pressure gas-liquid mixed refrigerant flows into the
〈室外機110の外観〉
図8(a)は、室外機110における高調波抑制装置150(S1)の装着例を示す正面図であり、(b)は、他の装着例を示す正面図、(c)は、さらに他の装着例を示す正面図である。なお、図8(a)は大型、(b),(c)は小型の室外機を想定している。
図8(a)〜(c)においては、図7に示した室外機110の要素のうち、圧縮機111、室外電気箱141、高調波抑制装置150室外ファンモータ116および室外ファン115等を図示している。また、室外機110は、さらに略直方体枠状の筐体160を備えている。
<Appearance of
FIG. 8A is a front view showing a mounting example of the harmonic suppression device 150 (S1) in the
In FIGS. 8A to 8C, among the elements of the
図8(a)において、高調波抑制装置150(S1)は、室外電気箱141の横に装着されている。このように、室外電気箱141の横に空きスペースが存在する場合は、空きスペースを有効利用しつつ高調波抑制装置150を装着するとよい。このような装着方法によれば、筐体160について特段の変更を加えることなく高調波抑制装置150を装着することができる。さらに、高調波抑制装置150と室外電気箱141とを横方向に近接して配列したことにより、両者間の配線接続も容易になる。
In FIG. 8A, the harmonic suppression device 150 (S1) is mounted next to the outdoor
また、図8(b)において、高調波抑制装置150は、室外電気箱141に隣接して下方に装着されている。このように、室外電気箱141の下方に空きスペースが存在する場合は、空きスペースを有効利用しつつ高調波抑制装置150を装着するとよい。このような装着方法によっても、筐体160について特段の変更を加えることなく高調波抑制装置150を装着することができる。さらに、高調波抑制装置150と室外電気箱141とを縦方向に近接して配列したことにより、両者間の配線接続も容易になる。
Further, in FIG. 8B, the
また、図8(c)において、高調波抑制装置150は、室外機110の筐体160の側面に装着されている。これにより、筐体160内の各要素の配置をほとんど変更することなく、高調波抑制装置150を実装することができる。従って、筐体160の空きスペースが少ない場合は、図8(c)の例を採用するとよい。また、図示のように、高調波抑制装置150を室外電気箱141よりも下方に装着することにより、高調波抑制装置150と室外電気箱141との配線接続も容易になる。なお、図8(c)の構成を採用する場合には、高調波抑制装置150は防滴構造にしておくことが好ましい。
以上のように、本実施形態によれば、高調波抑制装置150を小型かつ安価に構成できるため、空気調和機100の室外機110も小型かつ安価に構成することができる。
Further, in FIG. 8C, the
As described above, according to the present embodiment, since the
[変形例]
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。上述した実施形態は本発明を理解しやすく説明するために例示したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について削除し、もしくは他の構成の追加・置換をすることが可能である。また、図中に示した制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上で必要な全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。上記実施形態に対して可能な変形は、例えば以下のようなものである。
[Modification example]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible. The above-described embodiments are exemplified for the purpose of explaining the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. Further, it is possible to replace a part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. Further, it is possible to delete a part of the configuration of each embodiment, or add / replace another configuration. In addition, the control lines and information lines shown in the figure show what is considered necessary for explanation, and do not necessarily show all the control lines and information lines necessary for the product. In practice, it can be considered that almost all configurations are interconnected. Possible modifications to the above embodiment are, for example, as follows.
(1)上記第1,第2実施形態による高調波抑制装置は、第3実施形態の空気調和機100のみならず、換気扇、洗濯機、冷凍機、掃除機、工業機械、電気自動車、鉄道車両、船舶、エレベータ、エスカレータ等、種々の電気機器に適用することができる。これにより、これらの電気機器においては、その用途に応じて優れた性能を発揮できる。
(1) The harmonic suppression device according to the first and second embodiments is not only the
(2)上記各実施形態において、回路基板2は一体の基板であったが、回路基板2を複数の基板に分割してもよい。すなわち、図1において電流が流れる経路(端子台5、ヒューズ19、ノイズフィルタ回路14、リプルフィルタ回路13、リアクトル18、駆動回路12、コンデンサ17)とほぼ同順で各要素が上下方向に沿って配列されていれば、回路基板2を複数の基板に分割したとしても、上記各実施形態と同様の効果を奏することができる。
(2) In each of the above embodiments, the
(3)上記各実施形態において、高調波抑制装置は、リプルフィルタ回路13とノイズフィルタ回路14とを有していた(図2(a)参照)。しかし、これらは設置場所における電源雑音の規制に応じて、適宜省略してもよい。また、図2(a)において、リプルフィルタ回路13およびノイズフィルタ回路14は、回路基板2の表面2aに実装されているが、これらは裏面2bに実装してもよい。これは、リプルフィルタ回路13およびノイズフィルタ回路14を裏面2bに実装したとしても、発熱量の大きいリアクトル18およびパワーモジュール21よりも風上に位置するため、熱による悪影響を受けにくいためである。
(3) In each of the above embodiments, the harmonic suppression device has a
1 筐体
1a,1b フランジ
1c 正面板(平板部材)
2 回路基板
2a 表面(第1の面)
2b 裏面(第2の面)
5 端子台
9 線路
12 駆動回路
13 リプルフィルタ回路
14 ノイズフィルタ回路
17 コンデンサ(蓄電部)
18 リアクトル
21 パワーモジュール(スイッチング素子)
22 放熱フィン
50 樹脂ケース
51a,51b 貫通孔(支持部)
51c ネジ穴(支持部)
51d 突起部
56 前方小突起(第1の突起部)
58 後方小突起(第2の突起部)
100 空気調和機(冷凍装置)
111 圧縮機
200 商用電源(電源)
S1 高調波抑制装置
1
2
2b back side (second side)
5
18
22
51c screw hole (support part)
58 Rear small protrusion (second protrusion)
100 Air conditioner (refrigerator)
111
S1 Harmonic Suppressor
Claims (8)
蓄電部と、
スイッチング素子を有し、電源に接続された線路から前記リアクトルを介して電流を吸収し前記蓄電部を充電するとともに、前記蓄電部を放電させ前記リアクトルを介して前記線路に電流を供給する駆動回路と、
第1の面と、その裏面の第2の面とを有する板状に形成され、前記リアクトルと、前記蓄電部と、前記駆動回路と、前記スイッチング素子とを実装する回路基板と、
前記回路基板を立設させつつ収納する筐体と、
前記第2の面に沿って送風する冷却ファンと、
前記回路基板の周縁部と、前記第2の面の一部と、を囲うとともに、前記回路基板を前記筐体に固定する樹脂ケースと、
前記線路に接続された端子台と、
を有し、
前記リアクトルは前記第2の面に実装され、前記スイッチング素子は前記リアクトルの上方において前記第2の面に実装され、前記蓄電部は、前記リアクトルの上方において前記第1の面に実装され、
前記樹脂ケースは、前記第2の面に当接することによって前記端子台を係止する突起部を有する
ことを特徴とする高調波抑制装置。 With the reactor
Power storage unit and
A drive circuit having a switching element that absorbs current from a line connected to a power supply via the reactor to charge the power storage unit, and discharges the power storage unit to supply current to the line via the reactor. When,
A circuit board formed in a plate shape having a first surface and a second surface on the back surface thereof, and mounting the reactor, the power storage unit, the drive circuit, and the switching element.
A housing in which the circuit board is erected and stored, and
A cooling fan that blows air along the second surface,
A resin case that surrounds the peripheral edge of the circuit board and a part of the second surface, and fixes the circuit board to the housing.
With the terminal block connected to the line
Have,
The reactor is mounted on the second surface, the switching element is mounted on the second surface above the reactor, and the power storage unit is mounted on the first surface above the reactor .
The resin case is a harmonic suppression device characterized by having a protrusion that locks the terminal block by abutting on the second surface.
前記スイッチング素子に装着された放熱フィンをさらに有する
ことを特徴とする請求項1に記載の高調波抑制装置。 The power storage unit has a plurality of capacitors arranged along the horizontal direction.
The harmonic suppression device according to claim 1, further comprising heat radiation fins mounted on the switching element.
前記リプルフィルタ回路は、前記リアクトルの下方において前記第1の面または前記第2の面に実装されている
ことを特徴とする請求項2に記載の高調波抑制装置。 Further having a ripple filter circuit which is a low-pass filter connected between the reactor and the line.
The harmonic suppression device according to claim 2, wherein the ripple filter circuit is mounted on the first surface or the second surface below the reactor.
前記ノイズフィルタ回路は、前記リプルフィルタ回路の下方において前記第1の面または前記第2の面に実装され、
前記端子台は、前記ノイズフィルタ回路の下方において、前記第1の面に実装されている
ことを特徴とする請求項3に記載の高調波抑制装置。 Connected between the ripple filter circuit and the line, further comprising a noise filter circuit cutoff frequency is low pass filter than the ripple filter circuit,
The noise filter circuit is mounted on the first surface or the second surface below the ripple filter circuit.
The harmonic suppression device according to claim 3, wherein the terminal block is mounted on the first surface below the noise filter circuit.
ことを特徴とする請求項2に記載の高調波抑制装置。 The harmonic suppression device according to claim 2 , wherein the resin case further includes a support portion that supports the reactor and the heat radiation fins.
前記第1の面の側から前記回路基板を係止する第1の突起部と、
前記第2の面の側から前記回路基板を係止する第2の突起部と、
を有することを特徴とする請求項5に記載の高調波抑制装置。 The resin case is
A first protrusion that locks the circuit board from the side of the first surface, and
A second protrusion that locks the circuit board from the side of the second surface, and
5. The harmonic suppression device according to claim 5.
被取付箇所に対向する平板部材と、
前記平板部材に沿って、上方および下方に向かって突出する一対の板状のフランジと、
を有することを特徴とする請求項1に記載の高調波抑制装置。 The housing is
A flat plate member facing the mounting location and
A pair of plate-shaped flanges protruding upward and downward along the flat plate member,
The harmonic suppression device according to claim 1, wherein the device has.
蓄電部と、
スイッチング素子を有し、電源に接続された線路から前記リアクトルを介して電流を吸収し前記蓄電部を充電するとともに、前記蓄電部を放電させ前記リアクトルを介して前記線路に電流を供給する駆動回路と、
第1の面と、その裏面の第2の面とを有する板状に形成され、前記リアクトルと、前記蓄電部と、前記駆動回路と、前記スイッチング素子とを実装する回路基板と、
前記回路基板を立設させつつ収納する筐体と、
前記第2の面に沿って送風する冷却ファンと、
前記回路基板の周縁部と、前記第2の面の一部と、を囲うとともに、前記回路基板を前記筐体に固定する樹脂ケースと、
前記線路に接続された端子台と、
前記線路を介して供給された電流によって駆動される圧縮機と、
を有し、
前記リアクトルは前記第2の面に実装され、前記スイッチング素子は前記リアクトルの上方において前記第2の面に実装され、前記蓄電部は、前記リアクトルの上方において前記第1の面に実装され、
前記樹脂ケースは、前記第2の面に当接することによって前記端子台を係止する突起部を有する
ことを特徴とする冷凍装置。 With the reactor
Power storage unit and
A drive circuit having a switching element that absorbs current from a line connected to a power supply via the reactor to charge the power storage unit, and discharges the power storage unit to supply current to the line via the reactor. When,
A circuit board formed in a plate shape having a first surface and a second surface on the back surface thereof, and mounting the reactor, the power storage unit, the drive circuit, and the switching element.
A housing in which the circuit board is erected and stored, and
A cooling fan that blows air along the second surface,
A resin case that surrounds the peripheral edge of the circuit board and a part of the second surface, and fixes the circuit board to the housing.
With the terminal block connected to the line
A compressor driven by a current supplied through the line, and
Have,
The reactor is mounted on the second surface, the switching element is mounted on the second surface above the reactor, and the power storage unit is mounted on the first surface above the reactor .
The resin case is a refrigerating apparatus having a protrusion that locks the terminal block by abutting on the second surface.
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