JPS6269066A - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は、冷凍サイクル装置に係り、特に圧縮機を可変
速駆動するインバータ装置の発熱電気部品を有効に冷却
し得るよう改良を計った冷凍サイクル装置に関する。

［発明の技術的背景とその問題点コ 圧縮機を可変速駆動するインバータ装置には、高熱を発
生する電気部品が設けられている。このため、これらの
電気部品が異常高温とならないよう冷却する必要がある
。

従来は、第１１図に示すように冷凍サイクルの低圧側を
流れる冷媒の冷熱を利用して強制的に冷部する方法が提
案されていた。第１１図において、１は圧縮機、２は四
方弁、３は室外熱交換器、８はキャピラリチューブ、４
は膨張弁、５は室内熱交換器であり、冷房時は実線矢印
方向に、暖房時は破線矢印方向に冷媒が流れる。そして
、キャピラリチューブ８と室内熱交換器５との間におい
て、冷媒配管を、インバータ装置の電気部品が取付けら
れているヒートシンク６内に通過させ、冷房運転時、こ
の冷媒配管内を実線矢印方向に流れる低圧、低温の冷媒
によりヒートシンク６を冷却するようになっている。

しかしながら、この例によると、ヒートシンク６が空気
の露点温度以下になり、内部結露を生じ、漏電の恐れが
あった。

尚、このような従来のものに対し、冷凍リーイクルの高
圧側を流れる冷媒により冷却しようとすると、冷媒が高
温であるため冷却効果が少ないという欠点がある。

また、ヒートポンプ式空気調和機では、冷房時と暖房時
とで高圧側と低圧側とが反転するため、常に圧カ一定と
なっているところは、圧縮機１の吐出配管か吸込配管し
か無く、いずれの場所においても冷媒温度はヒートシン
ク６の冷却には適さない。

［発明の目的］ 本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、冷凍サ
イクル内の冷媒を利用して圧縮機を可変速駆動するイン
バータ装置の発熱電気部品を安定して冷即し得る冷凍サ
イクル装置を提供することを目的とする。

［発明の概要］ 本発明は上記の目的を達成するために、インバータ装置
の発熱電気部品をヒートシンクに取付け、このヒートシ
ンク内に冷媒油路を形成し、この冷媒通路の両端をそれ
ぞれ減圧手段を介して冷凍サイクルの高圧側及び低圧側
に接続して構成し、高圧側の冷媒を上記減圧手段により
中間的に減圧し２だ後ヒートシンク内を通過させてこれ
を冷却するようにしたものである。

［発明の実施例］ 以下、本発明の好適実施例を添付図面に基づいて説明す
る。

第１図は、本発明に係る冷凍サイクル装置台イｊする空
気調和機の第１の実施例を示づ冷凍サイクル図である。

図中１は圧縮機、２は四方フ゛（゛、３は室外熱交換器
、４は膨張弁、５１よ室内熱交換器ひあり、（−れらは
冷媒配管により順次接続されて１′つの冷凍サイクルを
形成しでいる。尚、冷房運転時、３は凝縮器、５は蒸発
器となり、暖房運転時にはぞの逆となる。一方、インバ
ータ装置の発熱電気部品が取付けられたヒートシンク６
には冷媒通路７が設けられ、この通路７の両端（４、そ
れ「れ減１を手段であるキャピラリチューブ８，９を介
して膨張弁４の両側の冷媒配管１０．１１に接続されて
いる。

尚、冷房時には冷媒配管１０が高圧側、暖房時には冷媒
配管１１が高圧側となる。

次に、冷媒通路７を有するインバータ装置の構成につい
て説明する。

第３図は、インバータ装置１２の平面図、第４図は同背
面図、第５図は同斜視図である。

図中、１３は電気部品箱であり、この中には、主な発熱
電気部品であるジャイアント・トランジスタ１４がヒー
トシンク６ａに取付ジノられている。

他の電気部品としてはキャパシタ１６等が設けられてい
る。尚、１７はＰＣ板である。

一方、上記ヒートシンク６ａには、冷却バイブ用ヒート
シンク６ｂが取付けられており、これらによりヒートシ
ンク６が構成されている。

この冷却バイブ用ヒートシンク６ｂ内には、冷媒通路７
を形成する冷却バイブ１９が４本上下に貫通して設けら
れ、それぞれの冷却バイブ１９は、上端部及び下端部で
それぞれ連結されて１本の冷媒通路７を形成している。

尚、冷７Ｊ１バイ１１１１ビーＩ−シンクロｂのビー１
−シンクロａへの取イ・ｊけ（、′Ｌ、相互に形状を合
わせてはめ込み、第５図のようにネジ止めにより固定す
る。、ｊ−のような構５？ｉであることから、組立てが
容易であるどともに］ンパイ７［〜化が可能であり、ま
たゴミ、雨等を防上１ろ密閉構造も可能である。

次に、本実施例の作用について説明４る１゜第１図の冷
凍サイクルにおいて、冷房運転時には、圧縮機１より吐
出された冷媒は、四方弁２を介して実線矢印で示すよう
に室外熱交換器３（こ向い、膨張弁４．室内熱交換器５
．四方弁２を順次通過して、再び圧縮機１に戻る１、こ
うした状況において、室外熱交換器３を出た高圧どなっ
ている冷媒の−・部は、キレピラリチューブ８に流入１
−８．、ここで多少とも減圧され、高圧側及び低圧側ｋ
ａ）し、略中間的圧力状態となる。ぞのどきの冷媒温度
も凝縮温石と蒸発温度の中間程度と（＜　３　Ｔ　Ａ”
、；す、この冷媒が冷却パイプ用ヒーｉ−シンクロ　ｂ
の冷却バ・７ブ１９を通過づると吸熱作用を成し、冷却
バイブ用ヒートシンク６ｂを介してヒートシンク６ａが
冷ｎ］される。従って、ジＸフイアント・１−ランジス
タ１４Ｗの発熱電気部品から発生する熱は、ヒートシン
ク６ａ及び冷却バイブ用ヒートシンク６ｂを介して冷却
バイブ１９内を流れる冷媒に排熱されることになり、発
熱電気部品は、異常高温とはならず、安定した動作を続
行することが出来る。また、冷却バイブ１つ内を流れる
冷媒の温度は、上述したＪ：うにそれ程低温とはなって
いないので、従来のＪ、うにヒートシンク６ａが露点温
度以下になって内部結露を生じ、漏電を発生する等の虞
れは全く無い。

次に、暖房運転時には、四方弁２が切換わり、冷媒の流
れは破線矢印で示すようになる。従って、室内熱交換器
５を出た高圧の冷媒の一部はキャピラリデユープ９を通
って冷却バイブ１９に流入する。

このとぎ、冷却バイブ１９内を流れる冷媒は、圧力及び
温度において冷房運転時と略同−の状態となっているた
め、冷房運転時と同様の冷却効果を発揮する。

このように、本実施例によれば、冷房時、暖房時のいず
れの運転状部にあってもインバータ装置の発熱電気部品
を有効に冷却することが出来る。

次に、第２の実施例を第２図に基づいて説明する。

第２図は、第２の実施例を示す空気調和機の冷凍サイク
ル図で、上述した第１の実施例と異なる構成は、キャピ
ラリチューブ８とキャピラリチューブ９どの間と圧縮機
１の吸込口側とをキャピラリチューブ２０を介して接続
し、このキャピラリチューブ２０の上流側の冷媒配管を
冷却用の冷媒通路７とした点である。

これにＪ：す、冷房時及び暖房時には、冷媒の一部がキ
ャピラリチューブ８又は９を通って冷媒通路７を形成す
る冷却バイブ１９に流入し、ヒートシンク６ａを冷却す
る。これにより発熱電気部品も冷却され、第１の実施例
と同様異常高温となることはなく安定しまた動作を継続
して行うことが出来る。

ところで、上述した２つの実施例に採用した室内熱交換
器５のチューブ５ａには、第６図に示すように２つのイ
ンナースペーサ２１が設けられている。第６図は、室内
熱交換器５の一部で、冷房時に冷媒の入口側となる部位
を示している。従って暖房時には、冷媒の出口側となる
。このようなインナースペーサ２１を設ける理由は、１
つには、液冷媒の流速が増加することにより熱伝達率が
増加し、それによりアンダークールが増加し、第１０図
に示すように、（ｉ２−ｉ＋　）分のエンタルピー差を
確保でさ、暖房能力の向上が計れるからである。２つめ
には、暖房時、室内熱交換器５の出口部分には液冷媒が
溜り、このため冷媒量が増加したり、熱伝達率が悪化す
る等の問題があるが、インナースペーサ２１を設けるこ
とにより室内熱交換器５内の冷媒量を減少させると同時
に、熱伝達率を向上させることが出来るからである。

しかしながら、インナースペーサを設けた場合、冷房運
転時には、キャピラリ通過後の冷媒が２相状態でインナ
ースペーサ２１部を通過するため、冷Ｉ２！音が発生す
るという欠点があった。そこで本実施例では、第７図に
示すＪ：うに２本のインナースペーサ２１の冷房時の後
端側に、入口部からのバイパス通路２−２を接続し、こ
の通路２２内には逆止弁２３を設（プている。これによ
り、冷房時には、インナースペーサ−２１の抵抗により
、冷媒の大部分は、逆止弁２３を通って流れるため、冷
媒音の発生は起らない。

次に第８図は、第７図の逆止弁２３の代わりに二方弁２
４を設けたもので、これによっても冷媒音の発生を防止
することが出来る。

史に第９図は、キャピラリチューブ２５を設けたもので
、インナースペーサ部分の抵抗をＲ１とし、キャピラリ
側の抵抗をＲ２とずれば、Ｒ１＜Ｒ２となるようにして
インナースペーリ２１側の流出を減少さゼ、発生す′る
音を減少ざＵるＪ、うにしたものである。ただし、暖房
時、キ１７ピラリヂコーブ２５側にも冷媒が流れ、その
分能力が減少するという欠点があるが、コスト的には上
述のものより有利文・ある。

以上のように構成すれば冷媒量を減少させることができ
、コンプレッサ入力が減少するとともに耐久性、信頼性
が向上する。

尚、インバータ装置にＪ：り駆動される空気調和機の場
合、暖房能力中心の設計であるので、冷房運転時の標準
能力は、例えば３０〜１２０＋１２の機種では、７５１
１ｚと余裕があり、上述のようなバイパス通路２２を設
けても、能力的に問題は無い。尚、上記各実施例におい
ては空気調和機に用いた例を説明したが、本発明は他に
ショーケース、冷蔵庫等にも適用し得ることは勿論であ
る。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明は、発熱電気部品を取付けたヒ
ートシンク内に、それぞれ減圧手段を介して冷凍サイク
ルの高圧側と低圧側とに接続された冷媒通路を設けたの
で、次のような優れた効果を発揮する。

（１）　　冷媒通路内には、高圧側と低圧側の中間の圧
力の冷媒が流れるので、ヒートシンクが空気の結露温度
以下になって内部結露し、漏電を生じる虞れは無い。

（２）　　冷凍サイクル内の冷媒によりインバータ装置
の発熱電気部品を安定して冷却でき、冷凍１ノイクル装
置としての信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る冷凍サイクル装置を右する空気調
和機の第１の実施例を示づ冷凍サイクル図、第２図は第
２の実施例を示す冷凍サイクル図、第３図は第１の実施
例及び第２の実施例に用いるインバータ装置の平面図、
第４図は同背面図、第５図は同斜視図、第６図は第１の
実施例及び第２の実施例に用いる室内熱交換器の一部を
示す概略図、第７図〜第９図は同じく室内熱交換器の全
体を示す概略図、第１０図はモリエル線図、第１１図は
従来の空気調和機の冷凍サイクル図である。 図中、１は圧縮機、２は四方弁、３は凝縮器又は蒸発器
としての室外熱交換器、４は膨張弁、５は蒸発器又は凝
縮器としての室内熱交換器、６はヒートシンク、７は冷
媒通路、８．９はキャピラリチューブである。 代理人　弁理士　　則　　近　　憲　　缶周　　　　　
　　　　渇　　　　山　　　　幸　　　　夫？− 第３図 第４図 一一□ 第５図 第６図 第７図 第８図 第９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 圧縮機、凝縮器、減圧装置及び蒸発器とを順次冷媒配管
   により接続して成る冷凍サイクルを有し、上記圧縮機を
   インバータ装置により可変速駆動制御する冷凍サイクル
   装置において、上記インバータ装置の発熱電気部品を冷
   却すべくこれをヒートシンクに取付け、該ヒートシンク
   内に冷媒通路を形成し、該冷媒通路の両端をそれぞれ減
   圧手段を介して上記冷凍サイクルの高圧側及び低圧側に
   接続したことを特徴とする冷凍サイクル装置。