KR101917915B1

KR101917915B1 - 공기 조화기의 실외기

Info

Publication number: KR101917915B1
Application number: KR1020157003527A
Authority: KR
Inventors: 가츠야 이시이; 미츠쿠니 사노; 가츠미 고게츠; 다츠히로 요코기; 유지 가토
Original assignee: 도시바 라이프스타일 가부시키가이샤
Priority date: 2012-08-27
Filing date: 2013-08-23
Publication date: 2018-11-12
Anticipated expiration: 2033-08-23
Also published as: KR20160145208A; JP2014044007A; CN104662372B; KR20150033723A; WO2014034564A1; CN104662372A

Abstract

공기 조화기의 실외기는, 송풍기 및 실외 열교환기가 설치된 열교환실과, 압축기가 설치된 기계실과, 열교환실 및 기계실의 저부를 구성하는 저판에 대하여 세워 설치되어 열교환실과 기계실을 구획하는 구획판과, 구획판의 상부에 있으며 기계실과 열교환실에 걸쳐 설치된 전기 부품 상자와, 전기 부품 상자의 내부에 있으며 복수의 전기 부품을 갖고, 복수의 전기 부품 중, 공조 운전 시에 고온으로 되는 제1 전기 부품을 열교환실측에 배치하고, 공조 운전 시에 발열이 적은 제2 전기 부품을 기계실측에 배치한 인버터 기판과, 제1 전기 부품과 제2 전기 부품 사이에 있으며 열교환실측에 설치된 히트 싱크를 구비한다.

Description

공기 조화기의 실외기{OUTDOOR UNIT FOR AIR CONDITIONER}

본 발명의 실시 형태는 공기 조화기의 실외기에 관한 것이다.

공기 조화기의 실외기는 열교환실과 기계실을 구비하고 있다. 열교환실과 기계실은, 저부로부터 수직으로 설치된 구획판에 의해 구획된다. 열교환실에는 송풍기 및 실외 교환기가 설치된다. 기계실에는 압축기가 설치된다. 공기 조화기의 실외기는 전기 부품 상자를 구비하고 있다. 전기 부품 상자는, 구획판의 상단부에 있으며, 열교환실과 기계실에 걸쳐 설치되어 있다. 전기 부품 상자의 내부에는, 압축기나 송풍기 등을 구동 제어하기 위한 전기 부품이 수용된다.

전기 부품 상자 내에는 인버터 기판이 수용된다. 인버터 기판은, 전기 부품인 스위칭 소자나, 전해 콘덴서 등이 실장되고, 방열용 히트 싱크가 설치된다. 히트 싱크는, 방열이 쉽도록, 가장 열교환실측의 단부 하면에 노출되어 설치된다.

일본 특허 공개 제2004-125260호 공보

종래, 예를 들어 승압용 트랜스포머 등은, 중량물인 것, 및 공조 운전에 수반하여 현저한 발열이 발생하는 등의 이유로, 인버터 기판에 설치하지 않고, 전기 부품 상자와 분리하여 구성하고 있었다. 따라서, 종래 구성에서는, 전기 부품 상자와는 별도로 승압 트랜스포머를 설치하기 위한 스페이스가 필요로 되어, 실외기의 구조가 복잡화되고, 하우징의 대형화를 초래하고 있었다.

또한, 종래 구성에 있어서는, 전기 부품 상자 내에 설치되는 전기 부품 중, 공조 운전에 수반하여 고온으로 되는 예를 들어 스위칭 소자 등을 일방측에 통합하여 배치하고, 발열이 적은 예를 들어 전해 콘덴서 등을 타방측에 통합하여 실장하고 있다. 그러나, 하나의 상자 내에 고온으로 되는 부품과 발열이 적은 부품을 수용함으로써, 상자 내의 온도의 상승을 피할 수 없는 상태로 되고 있다.

이러한 사정으로, 전기 부품 상자의 대형화를 억제하면서, 공조 운전에 수반하여 발열하여 고온으로 되는 전기 부품에 의한 열의 영향이, 발열이 적은 전기 부품에 대하여 미치기 어려운 구성으로 한 공기 조화기의 실외기가 요망되고 있었다.

본 실시 형태에 있어서의 공기 조화기의 실외기는, 송풍기 및 실외 열교환기가 설치된 열교환실과, 압축기가 설치된 기계실과, 상기 열교환실 및 상기 기계실의 저부를 구성하는 저판에 대하여 세워 설치되어 상기 열교환실과 상기 기계실을 구획하는 구획판과, 상기 구획판의 상부에 있으며 상기 기계실과 상기 열교환실에 걸쳐 설치된 전기 부품 상자와, 상기 전기 부품 상자의 내부에 있으며 복수의 전기 부품을 갖고, 복수의 상기 전기 부품 중, 공조 운전 시에 고온으로 되는 제1 전기 부품을 상기 열교환실측에 배치하고, 공조 운전 시에 발열이 적은 제2 전기 부품을 상기 기계실측에 배치한 인버터 기판과, 상기 제1 전기 부품과 상기 제2 전기 부품 사이에 있으며 상기 열교환실측에 설치된 히트 싱크를 구비한다.

도 1은 일 실시 형태에 의한 공기 조화기의 실외기를 분해하여 도시하는 사시도.
도 2는 송풍기 구동 시에 있어서의 바람의 흐름을 설명하는 실외기의 횡단 평면도.
도 3의 (A)는 전기 부품 상자의 평면도, (B)는 전기 부품 상자의 정면도.
도 4는 전기 부품 상자를 뒤집은 자세로 도시하는 분해 사시도.
도 5는 전기 부품 상자를 뒤집은 자세이며 기반 수납 상자를 제거한 전기 부품 상자 내부의 상태를 도시하는 사시도.
도 6은 전기 부품 상자 내의 온도 대책을 설명하는 전기 부품 상자의 정면으로부터 본 단면도.
도 7은 송풍기 구동 시의 물의 비산 상황을 설명하는 실외기의 전방면판을 떼어낸 정면도.
도 8은 송풍기와 전기 부품 상자 구조의 위치 관계를 설명하기 위한 도 7의 주요부를 확대한 정면도.
도 9는 전기 부품 상자 내의 노이즈 대책을 설명하는 전기 부품 상자의 정면에서 본 단면도.

이하, 일 실시 형태에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다.

도 1에 도시한 실외기(1)는 저판(1a), 전방면판(1b), 천장판(1c), 측면판(1d) 및 배면판을 갖고 있다. 이들 저판(1a), 전방면판(1b), 천장판(1c), 측면판(1d), 및 도 2에 도시한 배면판(1e)에 의해, 실외기(1)의 외각으로 되는 하우징이 구성되어 있다. 도 1은, 실외기(1)에 대하여, 전방면판(1b) 및 천장판(1c)을 제거한 상태를 도시하고 있다. 저판(1a) 상에는 구획판(2)이 설치되어 있다. 전방면판(1b)에는 팬 가드(3)가 끼워 넣어져 있다. 천장판(1c)은 평판 형상으로 형성되어 있고, 개구부를 갖고 있지 않다.

실외기(1)의 하우징의 내부는, 구획판(2)에 의해, 실외기(1) 내의 일방측에 있는 열교환실(6)과, 타방측에 있는 기계실(10)로 구분되어 있다. 열교환실(6) 내에는 실외 열교환기(4) 및 송풍기(5)가 설치되어 있다. 실외 열교환기(4)는 평면에서 보아 대략 L자 형상으로 구성되어 있다. 송풍기(5)는 저판(1a) 상에 있으며, 실외 열교환기(4)에 대향하여 설치되어 있다. 기계실(10) 내에는, 압축기(7)나 기액 분리기(8), 이들 압축기(7)나 기액 분리기(8)에 접속된 배관류(9)가 설치되어 있다.

실외기(1)는 전기 부품 상자 D를 구비하고 있다. 전기 부품 상자 D는, 구획판(2)의 상단부에 설치되어 있다. 전기 부품 상자 D는 열교환실(6)과 기계실(10)에 걸쳐 설치되어 있다. 즉, 전기 부품 상자 D는, 그 한쪽 측부가 열교환실(6)측으로 돌출되고, 다른 쪽 측부가 기계실(10)측으로 돌출되어 있다. 구획판(2)의 상단부는, 전기 부품 상자 D가 적재되는 부분에 대응하여 오목 형상으로 움푹 들어가 있다. 이 경우, 전기 부품 상자 D를 구획판(2)의 상단부에 적재한 상태에 있어서, 전기 부품 상자 D의 상면의 높이는, 실외 열교환기(4)의 상단부의 높이와 대략 일치한다.

전기 부품 상자 D의 일부는, 열교환실(6)로 돌출되어 설치되어 있다. 그 때문에, 도 2에 도시한 바와 같이, 저판(1a) 상에 설치된 송풍기(5)의 일부는, 전기 부품 상자 D에 숨겨져 보이지 않는다. 배면판(1e)과, 도 1 및 도 2의 좌측의 측면판(1d)은 각각 프레임 형상으로 구성되어 있다. 그 때문에, 실외 열교환기(4)는 외부로 노출되어 있다.

송풍기(5)가 구동되면, 외기는 실외 열교환기(4)의 배면과 측면으로부터, 열교환실(6) 내에 흡입된다. 이때, 외기는, 실외 열교환기(4)를 통하여 열교환되고, 그 후, 구획판(2)으로 안내되어 열교환실(6)을 흐른다. 열교환실(6) 내를 흐르는 공기의 일부는, 전기 부품 상자 D를 따라서 흘러, 전기 부품 상자 D를 당해 전기 부품 상자 D의 외면측으로부터 냉각한다. 즉, 열교환실(6) 내를 흐르는 공기의 일부는, 전기 부품 상자 D의 열교환실(6)측으로 돌출되는 부분에 있어서의 측면부와 하면부로 흐르고, 그 후, 도 1에 도시한 전방면판(1b)의 팬 가드(3)로부터 외부로 분출된다.

도 3에 도시한 바와 같이, 전기 부품 상자 D는, 기판 수납 상자 커버(11)와, 기판 수납 상자(12)를 갖고 있다. 기판 수납 상자 커버(11)와 기판 수납 상자(12)는, 전기 부품 상자 D의 외각을 구성하고 있다. 기판 수납 상자 커버(11)는, 덮개 형상이며, 전기 부품 상자 D의 외각의 상부를 구성하고 있다. 기판 수납 상자(12)는, 전기 부품 상자 D의 외각의 하부를 구성하는 것이다. 기판 수납 상자(12)는, 금속판으로 구성되고, 상자 형상이며 상면이 개구되어 있다.

도 3의 (B) 및 도 4에 도시한 바와 같이, 기판 수납 상자(12)에는, 오목부(12a)가 형성되어 있다. 오목부(12a)는, 기판 수납 상자(12)의 좌우 방향의 중앙 부분으로부터 일방측으로 치우친 부분에 있으며, 오목 형상으로 움푹 들어가 있다.

기판 수납 상자(12)에는 히트 싱크(13)가 설치된다. 히트 싱크(13)는 방열성이 우수한 금속재로 구성되어 있다. 히트 싱크(13)는, 복수매의 핀(13a)과, 근원부(13b)를 일체로 갖고 있다. 근원부(13b)는 판상으로 구성되어 있다. 복수매의 핀(13a)은, 근원부(13b)에 대하여 대략 직각 방향으로 세워 설치되어 있다. 또한, 핀(13a)은 근원부(13b)에 대하여 완전히 직각일 필요는 없고, 제조상 발생하는 오차를 허용하는 정도로 직각이면 된다. 또한, 핀(13a)은 근원부(13b)에 대하여 비스듬히 세워 설치해도 된다.

각 핀(13a)은 서로 소정의 간극을 두고 설치되어 있다. 근원부(13b)의 주위에는, 도 4에 도시한 바와 같이, 좌우 방향으로 돌출되는 플랜지부(13c)가 형성되어 있다. 핀(13a)은, 히트 싱크(13)가 기판 수납 상자(12)에 설치된 상태에 있어서, 오목부(12a)로부터 하방으로 돌출되어 있다. 근원부(13b)는, 전기 부품 상자 D의 오목부(12a)와 대향하고 있다.

도 4는 전기 부품 상자 D를 뒤집은 상태의 분해 사시도이며, 실외기(1)에 내장되는 실제의 배치와는 상하면을 반대로 도시하고 있다. 즉, 전기 부품 상자 D는, 도 4에 도시한 자세로 조립된 후, 도 4에 도시한 자세를 상하 반대로 하여, 구획판(2)의 상단부에 적재 설치된다.

도 4는 가장 하위에 기판 수납 상자 커버(11)를 도시하고 있다. 기판 수납 상자 커버(11)는, 평판 형상의 금속판으로 구성되고, 주위를 상방으로 접은 변부를 갖고 있다. 기판 수납 상자 커버(11)의 상부에는, 프린트 배선 기판으로 구성되는 인버터 기판(15)이 설치된다. 인버터 기판(15)은 프린트 배선(16)을 갖고 있다. 도 4에는 프린트 배선(16)의 일부를 개략적으로 도시하고 있다. 또한, 인버터 기판(15)에는, 도 4에 도시한 자세에 있어서의 상면에, 전기 부품이 실장됨과 함께, 히트 싱크(13)가 설치된다.

전기 부품 상자 D는 기판 받침(17)을 갖고 있다. 기판 받침(17)은, 수지 몰드품이며 프레임 형상으로 구성되어 있다. 인버터 기판(15)은, 기판 받침(17) 내에 끼워 넣어져 고정된다. 기판 받침(17)은 끼워 넣기부(17a)를 갖고 있다. 끼워 넣기부(17a)는, 기판 받침(17)의 좌우 방향의 중앙부로부터 약간 왼쪽으로 치우친 부분에 있으며, 기판 수납 상자(12)의 오목부(12a)에 대응하는 위치에 설치되어 있다.

히트 싱크(13)에 있어서, 플랜지부(13c)를 포함하는 근원부(13b)의 형상은, 오목부(12a)의 구멍의 형상보다도 크다. 그 때문에, 히트 싱크(13)는, 오목부(12a)의 구멍을 빠져나가는 일없이, 플랜지부(13c) 부분이 오목부(12a)에 걸림 지지된다. 히트 싱크(13)는, 인버터 기판(15)이 기판 받침(17)의 프레임 내에 끼워 넣어질 때, 인버터 기판(15) 상에 설치된 상태에서, 도 4에 있어서의 하방으로부터 오목부(12a)에 끼워 넣어진다. 이에 의해, 오목부(12a)로부터 핀(13a)이 돌출되도록 고정된다.

인버터 기판(15)이 설치된 기판 받침(17)에는, 그 상부로부터 기판 수납 상자(12)가 끼워 넣어진다. 이 경우, 도 4에 도시한 기판 수납 상자(12)에 있어서, 오목부(12a)에 대하여 좌측 부분의 상면의 높이 H1은, 오목부(12a)에 대하여 우측 부분의 상면의 높이 H2보다도 낮다.

기판 받침(17)에는, 히트 싱크(13)가 설치된 인버터 기판(15)이 끼워 넣어져 고정되어 있다. 그리고, 기판 수납 상자(12)는, 인버터 기판(15)이 고정된 기판 받침(17)에 끼워 넣어진다. 이에 의해, 히트 싱크(13)의 핀(13a)은, 기판 수납 상자(12)의 오목부(12a)로부터 연장 돌출된다.

기판 수납 상자(12)는, 통풍용 개구부(19)와, 2곳의 삽입부 e를 갖고 있다. 통풍용 개구부(19)는, 도 4에 도시한 바와 같이, 기판 수납 상자(12)의 좌측부에 있으며, 다수의 작은 구멍을 포함하고 있다. 삽입부 e는, 기판 수납 상자(12)의 좌측부의 외면에 있으며, 통풍용 개구부(19)에 대하여 전후 방향의 양측에 설치되어 있다. 삽입부 e에는 방수판(20)이 설치된다. 방수판(20)은, 금속판으로 구성되고, 판 위의 중앙 부분이 기판 수납 상자(12)와 반대측으로 돌출되도록 형성되어 있다. 방수판(20)은, 도 4에 도시한 바와 같이, 전후 방향의 한쪽 측부에 있어서, 당해 방수판(20)을 예를 들어 직사각 형상으로 관통하여 형성된 개구부(20a)를 갖고 있다.

방수판(20)은, 기판 수납 상자(12)의 삽입부 e에 삽입되어 기판 수납 상자(12)에 설치된다. 방수판(20)은, 기판 수납 상자(12)에 설치된 상태에 있어서, 통풍용 개구부(19) 및 그 주위를 덮고 있다. 이 경우, 방수판(20)은 개구부(20a)를 갖고 있다. 그 때문에, 기판 수납 상자(12)는, 외기가 개구부(20a)로부터 통풍용 개구부(19)를 통하여 기판 수납 상자(12) 내부로 흐르는 것을 허용하고 있다.

도 4에 도시한 바와 같이, 기판 수납 상자(12)는, 오목부(12a)의 좌측 부분에 있어서, 기판 받침(17)과 반대측의 면 전체를 덮는 판체를 갖고 있다. 또한, 기판 수납 상자(12)는, 오목부(12a)의 우측 부분에 있어서, 기판 받침(17)과 반대측의 면 중 좌우 방향의 절반 정도를 덮는 판체를 갖고 있다. 그리고, 기판 수납 상자(12)는 오목부(12a)의 우측 부분의 나머지 절반 정도가 개방되어 있다.

기판 받침(17)에 인버터 기판(15)이 끼워 넣어진 후, 기판 수납 상자(12)에 있어서의 기판 받침(17)측 이 경우 하면측의 개구가, 기판 받침(17)에 끼워 넣어진다. 그리고, 기판 수납 상자(12)의 하면측의 개구는, 기판 받침(17)과 함께, 기판 수납 상자 커버(11)의 내부에 수용되도록 하여 당해 기판 수납 상자 커버(11)로 덮인다. 기판 수납 상자(12)와 기판 수납 상자 커버(11)는, 기판 수납 상자(12)의 하단부 주변부와, 기판 수납 상자 커버(11)의 상방으로 접은 변부를 끼워 맞춤으로써 고정된다.

이와 같이, 기판 수납 상자(12)와 기판 수납 상자 커버(11)에 의해, 전기 부품 상자 D의 외각으로 되는 하우징이 구성된다. 그리고, 그 전기 부품 상자 D의 내부에는, 전기 부품이 설치된 인버터 기판(15)이 수용된다.

인버터 기판(15)의 일부분은, 도 4에 도시한 기판 수납 상자(12)의 우측 상면 개구로부터 노출된다. 한편, 인버터 기판(15)의 나머지 부분은, 기판 받침(17)과 기판 수납 상자(12)로 덮여 있다. 또한, 히트 싱크(13)는 오목부(12a)로부터 노출된다.

히트 싱크(13)는, 도 4의 자세에 있어서, 플랜지부(13c)가 기판 받침(17)의 끼워 넣기부(17a)에 압박된다. 그리고, 기판 받침(17) 상에, 기판 수납 상자(12)의 오목부(12a)의 주위의 테두리부가 놓인다. 이 상태에서, 전기 부품 상자 D를, 구획판(2)의 상단부에 설치하기 위해서 상하 반대로 하면, 히트 싱크(13)는, 기판 받침(17)의 끼워 넣기부(17a)를 통하여 기판 수납 상자(12)의 오목부(12a)의 주위의 테두리부에 지지되게 된다.

여기에서는, 히트 싱크(13)로부터 좌측부의 전기 부품 상자 D 내부를, 「제1 수납실 Da」라 칭하고, 히트 싱크(13)로부터 우측부의 전기 부품 상자 D 내부를, 「제2 수납실 Db」라 칭한다.

전기 부품 상자 D는, 금속판으로 구성되는 기판 수납 상자(12)와 기판 수납 상자 커버(11)로 구성되어 있다. 또한, 히트 싱크(13)는 금속판으로 구성되어 있다. 그 때문에, 제1 수납실 Da는, 그 주위가 금속판으로 둘러싸인 공간으로 된다. 따라서, 인버터 기판(15)에 실장되는 전기 부품 중, 제1 수납실 Da에 위치하는 전기 부품은, 그 전체 주위가 금속판으로 둘러싸인 대략 밀폐 상태의 공간에 배치되게 된다. 이에 반해, 제2 수납실 Db는, 기판 수납 상자(12)의 상부 반부가 개구되어 있다. 따라서, 인버터 기판(15)에 실장되는 전기 부품 중, 제2 수납실 Db에 위치하는 전기 부품은, 그 일부가 개방된 상태의 공간에 배치되게 된다.

도 5는, 전기 부품 상자 D를 뒤집고, 기판 수납 상자(12)를 제거한 상태에서, 전기 부품 상자 D의 내부의 상태를 도시하는 사시도이다. 바꾸어 말하면, 도 5는 인버터 기판(15)을 기판 받침(17) 내에 수용하여 끼워 넣은 상태를 도시하고 있다. 그리고, 도 5의 상태에 대하여, 기판 수납 상자(12)와 기판 수납 상자 커버(11)를 상하 방향으로부터 끼우도록 설치함으로써, 전기 부품 상자 D가 완성된다.

이하, 도 4 및 도 5를 참조하여, 인버터 기판(15)에 실장되는 전기 부품에 대하여 설명한다.

인버터 기판(15)은, 3개의 인덕턴스(22)를 갖고 있다. 3개의 인덕턴스(22)는, 도 4 및 도 5에 있어서의 좌측부에 있으며 일렬로 배열되어 실장된다. 또한, 인덕턴스(22)는 승압용 초크 코일이라고도 칭해진다. 3개의 인덕턴스(22)는, 모두 공조 운전에 수반하여 발열하여 고온으로 된다. 또한, 각 인덕턴스(22)는, 고주파 스위칭 부분이기 때문에, 고노이즈의 발생원으로 된다. 이 경우, 인덕턴스(22)는, 공조 운전 시에 고온으로 되는 제1 전기 부품이다. 제1 전기 부품인 인덕턴스(22)는, 제1 수납실 Da에 배치된다.

도 4에 도시한 바와 같이, 인버터 기판(15)은, 3개의 스위칭 소자(23)와, 3개의 다이오드(24)를 갖고 있다. 스위칭 소자(23)는, 예를 들어 PFC용 MOSFET나 IGBT, 즉 전계 효과 트랜지스터이며, 승압용 파워 소자라고도 칭해진다. 3개의 스위칭 소자(23) 및 3개의 다이오드(24)는, 인버터 기판(15)의 좌우 방향의 중앙부로부터 좌측으로 치우친 부분, 즉, 인덕턴스(22)의 우측에 있으며, 인버터 기판(15)의 앞쪽으로 치우친 부분에 나란히 설치되어 있다.

인버터 기판(15)은, 다이오드 브릿지(25)와, IPM(intelligent power module)(26)을 갖고 있다. IPM(26)은 전원 모듈이라고도 칭해진다. 다이오드 브릿지(25) 및 IPM(26)은, 스위칭 소자(23) 및 다이오드(24)의 뒤쪽에 있으며 전후로 나란히 설치되어 있다.

이들 스위칭 소자(23), 다이오드(24), 다이오드 브릿지(25) 및 IPM(26)은, 공조 운전에 수반되는 발열이 크기 때문에, 공조 운전 시에 고온으로 되는 제1 전기 부품이다. 히트 싱크(13)는, 제1 전기 부품으로 되는 스위칭 소자(23), 다이오드(24), 다이오드 브릿지(25) 및 IPM(26)에 접촉하여 설치되어 있다. 이에 의해, 스위칭 소자(23), 다이오드(24), 다이오드 브릿지(25) 및 IPM(26)에서 발생한 열은, 히트 싱크(13)를 통해서 방열된다.

히트 싱크(13)의 설치는 다음과 같이 하여 행해진다. 즉, 근원부(13b)를, 스위칭 소자(23), 다이오드(24), 다이오드 브릿지(25) 및 IPM(26) 상에 배치한다. 그 후, 핀(13a)을, 기판 받침(17)의 끼워 넣기부(17a)의 내측에 통과시킨다. 그렇게 하면, 플랜지부(13c)가, 기판 받침(17)의 끼워 넣기부(17a)의 주위에 걸림 지지됨과 함께, 기판 수납 상자(12)의 오목부(12a)의 주위의 테두리부에 지지된다. 이에 의해, 히트 싱크(13)의 위치가 고정된다.

인버터 기판(15)은, 복수의 전해 콘덴서(27), 복수의 노이즈 필터(28) 및 복수의 대규모 집적 회로나 저항류, 리드선 단자 접속류 등을 갖고 있다. 전해 콘덴서(27)는, 공조 운전에 수반되는 발열이 적어 비교적 저온을 유지한다. 이 경우, 이들 전해 콘덴서(27) 및 노이즈 필터(28) 등은, 공조 운전 시에 발열이 적은 제2 전기 부품이다. 이들 제2 전기 부품은 제2 수납실 Db에 배치된다.

인버터 기판(15)에 설치된 각 전기 부품에 의해, 복수의 승압 회로를 갖는 인터리브 PFC(Power Factor Control) 회로가 구성된다. 인터리브 PFC 회로는, 입력측의 역률을 개선하는 역률 개선 회로로서 사용된다. 승압 회로는, 인덕턴스(22)와, 스위칭 소자(23)와, 다이오드(24)를 갖고 구성되어 있다. 인터리브 PFC 회로는, 각 승압 회로의 스위칭 소자(23)의 도통 타이밍을 서로 상이하게 하여 동작시킨다. 이에 의해, 개개의 회로에의 전류 부하가 경감되고, 그 결과, 구성 부품의 소형화가 도모된다.

본 실시 형태에 있어서, 인버터 기판(15)은, 인덕턴스(22)를 구성하는 3개의 승압용 초크 코일과, 3개의 승압용 파워 소자로서의 스위칭 소자(23)와, 3개의 다이오드(24)를 갖고 있다. 그리고, 3개의 승압용 초크 코일과, 3개의 스위칭 소자(23)와, 3개의 다이오드(24)에 의해, 3개의 승압 회로가 구성되어 있다. 압축기(7) 및 송풍기(5)는, 인버터 기판(15)의 3개의 승압 회로에 의해 제어된 직류 전압에 의해 구동 제어된다.

상술한 바와 같이, 인버터 기판(15)은 인터리브 PFC 회로를 갖고 있다. 인버터 기판(15)은 전기 부품 상자 D 내에 수납된다. 그리고, 인덕턴스(22)는, 공조 운전 시에 고온으로 되는 제1 전기 부품이며, 제1 수납실 Da에 배치된다. 이 경우, 제1 수납실 Da 내는, 제1 전기 부품의 발열에 의해 비교적 온도가 높은 고온부로 된다. 이 제1 수납실 Da는 열교환실(6)측에 배치된다. 또한, 전해 콘덴서(27) 및 노이즈 필터(28) 등의 공조 운전 시에 발열이 적은 제2 전기 부품은, 제2 수납실 Db에 배치된다. 이 경우, 제2 수납실 Db 내는, 제1 수납실 Da와 비교하여 온도가 낮은 저온부로 된다. 이 제2 수납실 Db는 기계실(10)측에 배치된다.

히트 싱크(13)는, 제1 수납실 Da와 제2 수납실 Db 사이, 즉 고온부와 저온부 사이에 설치되어 있다. 그리고, 도 1에 도시한 바와 같이, 히트 싱크(13)는 구획판(2)에 대하여 열교환실(6)측에 설치되어 있다.

공조 운전을 개시하면, 열교환실(6) 내에 설치된 송풍기(5)가 구동된다. 그렇게 하면, 외기는, 실외 열교환기(4)를 통해서 실외기(1) 내에 흡입되어, 열교환된 후, 실외기(1)의 외부로 배출된다. 그때, 열교환실(6) 내로 유도된 공기의 일부는, 도 6에 실선 화살표로 나타내는 바와 같이, 방수판(20)의 개구부(20a)로부터 통풍용 개구부(19)를 통해서 제1 수납실 Da 내에 유입된다.

이때, 공조 운전에 수반하여 고온으로 된 인덕턴스(22)는, 제1 수납실 Da 내에 유입된 외기에 의해 효율적으로 냉각된다. 인덕턴스(22)를 냉각한 공기는, 히트 싱크(13)와 충돌하고, 히트 싱크(13)를 따라서 흘러, 전기 부품 상자 D의 외부로 유출된다. 그때, 도 6에 파선 화살표로 나타내는 바와 같이, 제1 수납실 Da에 유입된 외기는, 히트 싱크(13)에 저해되기 때문에, 제2 수납실 Db측으로는 흐르기 어렵다.

제2 수납실 Db에는, 공조 운전 시에 발열이 적은 제2 전기 부품인 전해 콘덴서(27) 등이 수납되어 있다. 그 때문에, 제2 수납실 Db 내의 적극적인 냉각은 불필요하다. 게다가, 제2 수납실 Db는, 당해 제2 수납실 Db를 덮는 기판 수납 상자(12)의 절반 정도가 개방되어 있기 때문에, 자연스럽게 방열된다. 또한, 제1 수납실 Da와 제2 수납실 Db 사이에 히트 싱크(13)가 설치되어 있기 때문에, 고온으로 되는 제1 수납실 Da측의 공기가 제2 수납실 Db측으로 유입되는 것을 억제할 수 있다. 이에 의해, 제2 수납실 Db 내의 온도 상승을 억제할 수 있다.

공조 운전 시에 고온으로 되는 스위칭 소자(23), 다이오드(24), 다이오드 브릿지(25), IPM(26) 등의 발열 부품은, 인버터 기판(15)의 대략 중앙부에 설치되어 있다. 히트 싱크(13)는 이들 제1 전기 부품인 발열 부품에 접촉하여 설치되어 있다. 또한, 발열 부품인 제1 전기 부품 중에서도 발열이 큰 인덕턴스(22)는, 히트 싱크(13)에 대하여 열교환실(6)측에 설치되어 있다. 한편, 인버터용 전해 콘덴서(27)는, 인덕턴스(22)의 발열의 영향을 피하기 위해서, 히트 싱크(13)를 개재하여 인덕턴스(22)의 반대측에 설치되어 있다.

인터리브 PFC 회로를 탑재한 인버터 기판(15)은, 종래의 회로에서 기판의 외부에 배치한 중량이 무거운 리액터 대신에, 리액터보다도 중량이 가벼운 인덕턴스(22)를 탑재할 수 있다. 그러나, 인덕턴스(22)는 공조 운전 시의 발열이 크다. 그 때문에, 인덕턴스(22)의 근방에, 인버터용 전해 콘덴서(27)를 설치하면, 인버터용 전해 콘덴서(27)는, 인덕턴스(22)의 열에 의해 영향을 받기 쉬워진다. 인버터용 전해 콘덴서(27)의 수명은, 인터리브 PFC 회로의 수명에 관계된다. 따라서, 인덕턴스(22)의 근방에 인버터용 전해 콘덴서(27)를 설치하고, 인버터용 전해 콘덴서(27)가 인덕턴스(22)의 열에 의해 큰 영향을 받으면, 인터리브 PFC 회로의 신뢰성이 저하되게 된다.

본 실시 형태에서는, 제1 전기 부품으로 되는 인덕턴스(22)는, 열교환실(6)측으로 되는 제1 수납실 Da 내에 설치되어 있다. 그 때문에, 인덕턴스(22)는 송풍기(5)에 의해 발생한 바람에 의해 냉각된다. 또한, 전해 콘덴서(27)는, 히트 싱크(13)에 대하여 인덕턴스(22)와는 반대측에 있는 제2 수납실 Db 내에 설치되어 있다. 이에 의해, 인버터 기판(15) 상의 전기 부품의 온도 상승을 밸런스 좋게 억제할 수 있다.

도 7에 도시한 바와 같이, 강우 시에는, 외기와 함께 빗방울이 실외기(1) 내에 흡입된다. 실외기(1) 내에 흡입된 빗방울은, 실외 열교환기(4) 및 송풍기(5)에 부착된 후, 외부로 배출된다. 그때, 빗방울의 일부는, 송풍기(5)에 의해 주위로 튀겨져, 전기 부품 상자 D나 구획판(2) 등에 떨어지는 경우가 있다.

전기 부품 상자 D 내에는, 인버터 기판(15)과 함께 다수의 전기 부품이 수납되어 있기 때문에, 빗방울의 침입을 저지할 필요가 있다. 여기서, 본 실시 형태에 있어서, 구획판(2)으로부터 열교환실(6)측으로 돌출되는 것은, 제1 수납실 Da와 히트 싱크(13)이며, 제2 수납실 Db는 돌출되지 않다. 따라서, 구획판(2)으로부터 열교환실(6)측으로 돌출되는 제1 수납실 Da에 대하여, 다음과 같이 빗방울의 침입을 저지한다.

전기 부품 상자 D에 있어서 제1 수납실 Da 부분은, 금속판에 의해 외주면이 덮여 대략 밀폐로 구성되어 있다. 그 때문에, 제1 수납실 Da에 대하여, 외주면으로부터의 빗방울의 침입은 저지된다. 이 경우, 열교환실(6)측에 설치된 통풍용 개구부(19)는, 전기 부품 상자 D 내로의 외기의 침입을 허용한다. 그러나, 통풍용 개구부(19)는, 방수판(20)으로 덮여 있기 때문에, 통풍용 개구부(19)의 외부로부터의 빗방울의 침입은 억제된다.

도 8에도 도시한 바와 같이, 히트 싱크(13)의 핀(13a)은 전기 부품 상자 D의 오목부(12a)로부터 노출되어 있다. 이 경우, 송풍기(5)로부터 비산하는 빗방울이, 히트 싱크(13)의 핀(13a)에 떨어져도 문제없다. 오히려, 핀(13a)이 효율적으로 냉각되어, 방열 효과를 증대시킬 수 있다.

히트 싱크(13)의 근원부(13b)는, 스위칭 소자(23), 다이오드(24), 다이오드 브릿지(25), IPM(26) 등의 전기 부품과 접촉하고 있기 때문에, 근원부(13b)에 빗 방울이 떨어지는 것을 피할 필요가 있다. 이 경우, 히트 싱크(13)는, 전기 부품 상자 D의 오목부(12a)에 위치하고 있다. 또한, 핀(13a)은 오목부(12a)로부터 노출되어 있지만, 근원부(13b)는 오목부(12a)로 덮여 있다. 이 때문에, 송풍기(5)로부터 빗방울이 비산해 와도, 전기 부품 상자 D의 오목부(12a) 내까지는 도달하기 어렵고, 따라서 큰 문제는 발생하지 않는다.

히트 싱크(13)의 핀(13a)의 선단부는, 제1 수납실 Da의 하면보다도 하방으로 돌출되어 있다. 그 때문에, 핀(13a)에는, 송풍기(5)로부터 유도되는 외기 및 송풍기(5)로부터 비산하는 빗방울이 부착되기 쉽다. 그 결과, 히트 싱크(13)의 방열 작용이 촉진된다.

기판 수납 상자(12)에 있어서, 오목부(12a)의 주위의 테두리부는, 히트 싱크(13)의 플랜지부(13c)를 지지하고 있다. 이 때문에, 인버터 기판(15)에는, 히트 싱크(13)에 의한 직접적인 부하가 가해지지 않는다.

인터리브 PFC 회로를 탑재한 인버터 기판(15)은, 전해 콘덴서(27)나 인덕턴스(22) 등의 중량이 무거운 부품을 갖고 있다. 그 때문에, 전기 부품 상자 D가 실외기(1)에 설치된 자세로는, 인버터 기판(15)에 부하가 가해진다. 본 실시 형태에 있어서, 히트 싱크(13)는, 인버터 기판(15)이 아니라, 전기 부품 상자 D의 구성 부재에 의해 지지되고 있다. 그리고, 인버터 기판(15)에는, 히트 싱크(13)의 중량에 의한 부하가 저감되고, 그 결과, 인버터 기판(15)에 가해지는 부하를 대폭 저감할 수 있다.

제1 수납실 Da에 설치된 인덕턴스(22), 코일 및 콘덴서 등은, 고주파 스위칭 부분에서 고노이즈의 발생원 즉 고노이즈부로 되어 있다. 이에 반해, 제2 수납실 Db에 설치된 전해 콘덴서(27), 노이즈 필터(28) 등은 저노이즈부이며, 고노이즈부의 영향을 받지 않는 위치에 배치할 필요가 있다.

이 경우, 제1 수납실 Da는, 금속판으로 구성된 기판 수납 상자(12) 및 기판 수납 상자 커버(11)와, 금속판으로 구성된 히트 싱크(13)에 의해 둘러싸여 있다. 즉, 제1 수납실 Da 내에 설치된 인덕턴스(22) 등의 고주파 스위칭 부품은, 인버터 기판(15)을 제외하고 주위가 금속재로 둘러싸여 있다. 그 때문에, 인덕턴스(22) 등의 고주파 스위칭 부품으로부터 발생한 고주파 노이즈는, 주위의 금속재에 의해 차단된다. 그 결과, 소위 EMC 노이즈(electromagnetic compatibility)인, 인버터 기판(15)의 전원 단자에 전파되는 노이즈를, 법규를 만족시키도록 가능한 한 저감할 수 있다.

이상, 일 실시 형태를 설명하였지만, 상술한 실시 형태는 예로서 제시한 것이며, 실시 형태의 범위를 한정하는 것은 의도하고 있지 않다. 이 신규의 실시 형태는, 그 밖의 다양한 형태로 실시되는 것이 가능하고, 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 다양한 생략, 치환, 변경을 행할 수 있다. 이들 실시 형태나 그 변형은, 발명의 범위나 요지에 포함됨과 함께, 특허 청구 범위에 기재된 발명과 그 균등의 범위에 포함된다.

Claims

송풍기 및 실외 열교환기가 설치된 열교환실과,
압축기가 설치된 기계실과,
상기 열교환실 및 상기 기계실의 저부를 구성하는 저판에 대하여 세워 설치되어 상기 열교환실과 상기 기계실을 구획하는 구획판과,
상기 구획판의 상부에 있으며 상기 기계실과 상기 열교환실에 걸쳐 설치되고 내부에, 전체 주위를 둘러싼 공간이며, 또한 상기 열교환실 측에 설치됨과 함께 통풍용 개구부를 갖는 제1 수납실과, 일부가 개방된 공간이고, 또한 상기 기계실 측에 설치된 제2 수납실을 갖는 전기 부품 상자와,
상기 전기 부품 상자의 내부에서 상기 제1 수납실과 상기 제2 수납실에 걸쳐 설치되고, 복수의 전기 부품을 갖고, 복수의 상기 전기 부품 중, 공조 운전 시에 고온으로 되는 제1 전기 부품을 상기 제1 수납실 내에 배치하고, 공조 운전 시에 발열이 적은 제2 전기 부품을 상기 제2 수납실 내에 배치한 인버터 기판과,
상기 제1 수납실과 상기 제2 수납실 사이에 설치된 히트 싱크를 구비하고,
상기 송풍기의 구동에 의해 상기 열교환실로 유도된 외기의 일부는, 상기 통풍용 개구부를 통해 상기 제1 수납실 내로 유입되고, 그 후 상기 히트 싱크를 따라서 흘러 외부로 유출되는, 공기 조화기의 실외기.
제1항에 있어서,
상기 제1 전기 부품은, 복수의 승압 회로를 갖고 상기 인버터 기판 상에 설치된 인터리브 PFC 회로를 구성하는 인덕턴스인, 공기 조화기의 실외기.
제1항에 있어서,
상기 제2 전기 부품은, 복수의 승압 회로를 갖고 상기 인버터 기판 상에 설치된 인터리브 PFC 회로를 구성하는 콘덴서인, 공기 조화기의 실외기.
제1항에 있어서,
상기 히트 싱크는 상기 제1 전기 부품과 접하고 있는, 공기 조화기의 실외기.
제1항에 있어서,
상기 전기 부품 상자의 외측에 있어서의 상기 제1 전기 부품측에 있으며 상기 송풍기의 작용에 의해 발생하는 바람의 일부를 상기 전기 부품 상자 내로 유도하는 개구부를 가짐과 함께 상기 전기 부품 상자 내에 물의 침입을 방지하는 방수판을 더 구비하는, 공기 조화기의 실외기.
제1항에 있어서,
상기 전기 부품 상자는 하면의 일부에 오목부가 형성되고,
상기 히트 싱크는, 상기 오목부로 덮이는 근원부와, 상기 오목부로부터 하방으로 돌출되는 핀을 갖는, 공기 조화기의 실외기.
제6항에 있어서,
상기 핀의 선단이 상기 제1 전기 부품보다 하방에 위치하고 있는, 공기 조화기의 실외기.
제6항에 있어서,
상기 전기 부품 상자는, 금속판으로 구성되고 상기 히트 싱크의 상기 핀이 하방으로 돌출되는 자세로 상기 근원부를 지지하는 기판 수납 상자를 갖는, 공기 조화기의 실외기.
제8항에 있어서,
상기 기판 수납 상자 및 상기 히트 싱크는, 상기 전기 부품 중 공조 운전 시에 고주파 스위칭을 행하는 고노이즈 부품을 둘러싸고 있는, 공기 조화기의 실외기.