WO2006054547A1 - 空気調和機の室外機 - Google Patents

Abstract

　ケーシング１内を仕切板６で圧縮機室７と熱交換器室８とに仕切り、圧縮機室７内に圧縮機３を配置する一方、熱交換器室８内に熱交換器４とファン５とベルマウス１４を配置する。ケーシング１内の上部に、電装部品を収容する電装部品箱１０を配置する。電装部品に熱的に接続されたヒートシンク１１を、電装部品箱１０の側面に配置して熱交換器室８に臨ませる。ヒートシンク１１の熱交換器４側の端面に、熱交換器４からの空気がヒートシンク１１に入ることを妨げる遮蔽板１２を配置する。熱交換器４の上部の冷媒入口から流入する高温の冷媒ガスと熱交換して高温になった空気が、ヒートシンク１１に入ることを防止できるので、ヒートシンク１１の熱交換能力を従来よりも向上できる。

Description

明 細 書

空気調和機の室外機

技術分野

[0001] 本発明は、空気調和機の室外機に関し、詳しくは、電装部品のヒートシンクの取付 部の構造を改良した空気調和機の室外機に関する。

背景技術

[0002] 従来、空気調和機の室外機としては、箱状のケーシング内を仕切部材で区画して、 熱交換器およびファンを収容する熱交換室と、電装部品を収容する電装部品室とを 形成し、上記仕切部材の熱交換室側に冷却フィンを設けると共に、上記電装品室の 上記冷却フィンに対応する位置に、インバータ制御素子を取り付けたものがある（例 えば特開平 9 - 236286号公報参照)。

[0003] 上記インバータ制御素子は、上記電装部品室の下方に配置された圧縮機に電力 を供給するものであり、この圧縮機への電力供給に伴って発生した熱を、上記冷却フ インを介して熱交換室側に排出するようにしている。上記冷却フィンは、上記熱交換 器に近接して配置されて 、る。

[0004] し力しながら、上記従来の空気調和機の室外機は、冷房運転時に、熱負荷や外気 温等の条件により、約 80°C程度の高温の風が、上記熱交換器力も冷却フィンに直接 流れる場合がある。この場合、上記冷却フィンは、温度が約 90°C程度になる上記イン バータ制御素子を、殆ど冷却できなくなる。その結果、上記インバータ制御素子を含 む電装部品の冷却効率が、大幅に悪ィ匕するという問題がある。

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0005] そこで、本発明の課題は、冷房運転時に、電装部品を効果的に冷却できる空気調 和機の室外機を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0006] 上記課題を解決するため、本発明の空気調和機の室外機は、

圧縮機と、 上記圧縮機を収容する圧縮機室と、

冷媒と空気との熱交換を行う熱交換器と、

上記熱交換器に風を送るファンと、

上記ファンの外周囲に位置するベルマウスと、

上記熱交換器、ファンおよびベルマウスを収容すると共に、上記熱交換器からの風 が通る風通路を有する熱交換器室と、

上記圧縮機室と熱交換器室とを仕切る仕切板と、

電装部品と、

上記仕切板よりも風通路側に配置されていると共に、上記電装部品に熱的に接続 されたヒートシンクと、

上記熱交換器と上記ヒートシンクとの間、かつ、上記ヒートシンクよりも上記風通路に おける上流側に設けられて、上記熱交換器の局部を通った風が直接上記ヒートシン クに当たるのを遮る遮蔽部材と

を備えることを特徴として 、る。

[0007] 上記構成によれば、冷房運転時に、上記圧縮機で圧縮された冷媒が上記熱交換 器に供給され、この熱交^^に上記ファンで風が送られて、上記冷媒と空気の熱交 換が行われる。ここで、上記遮蔽部材によって、上記熱交^^の局部を通った風が 直接上記ヒートシンクに当たることが妨げられるので、このヒートシンクには、上記熱交 換器の局部以外の部分を通ってミキシングされた風が導かれる。この熱交換器の局 部以外の部分を通ってミキシングされた風は、温度が平均化されているから、熱交換 器の局部を通った風よりも温度が低い。したがって、上記ヒートシンクの温度を従来よ りも低くできるので、このヒートシンクを介した上記電装部品の冷却効率を、従来よりも 向上することができる。

[0008] なお、上記遮蔽部材は、上記熱交^^の局部を通った風がヒートシンクに当たるこ とを妨ぐことができればよぐ上記ヒートシンクには、熱交^^の局部以外の熱交 の部分を通った風が流れてもょ 、。

[0009] 本発明の他の側面による空気調和機の室外機は、

圧縮機と、 上記圧縮機を収容する圧縮機室と、

冷媒と空気との熱交換を行う熱交換器と、

上記熱交換器に風を送るファンと、

上記熱交換器及びファンを収容すると共に、上記熱交換器からの風が通る風通路 を有する熱交換器室と、

上記圧縮機室と熱交換器室とを仕切る仕切板と、

電装部品と、

上記仕切板よりも風通路側に配置されていると共に、上記電装部品に熱的に接続 されたヒートシンクと、

上記熱交換器と上記ヒートシンクとの間に設けられて、上記熱交換器の局部からの 輻射熱が上記ヒートシンクに入射することを遮る遮蔽部材と

を備えることを特徴とする空気調和機の室外機。

[0010] 上記構成によれば、冷房運転時に、上記圧縮機で圧縮された冷媒が上記熱交換 器に供給され、この熱交^^に上記ファンで風が送られて、上記冷媒と空気の熱交 換が行われる。ここで、上記遮蔽部材によって、上記熱交^^の局部から輻射熱がヒ ートシンクに入射することを防止できる。したがって、上記ヒートシンクの温度を従来よ りも低くできるので、このヒートシンクを介した上記電装部品の冷却効率を、従来よりも 向上することができる。なお、上記遮蔽部材は、上記ヒートシンクよりも上記風通路に おける上流側に設けられて、上記熱交換器の局部を通った風が直接上記ヒートシン クに当たるのを遮る機能を有してもよい。これにより、上記ヒートシンクの温度を効果 的に低くできて、このヒートシンクを介した上記電装部品の冷却効率を、一層向上す ることがでさる。

[0011] 一実施形態の空気調和機の室外機は、上記ヒートシンクは、上記熱交 室の風 通路の上部に位置する。

[0012] 上記実施形態によれば、上記ヒートシンクが上記風通路の上部に位置することによ り上記熱交換器から高温の風を受け易い場合であっても、上記遮蔽部材によって、 上記熱交^^力もヒートシンクへ風が流れることが妨げられる。したがって、上記電装 部品の冷却効率が従来よりも向上する。 [0013] なお、上部とは、空気調和機の室外機を設置したときに接地位置から遠い部分を いう。

[0014] 一実施形態の空気調和機の室外機は、上記熱交換器の上部に、上記圧縮機で圧 縮された上記冷媒が入る冷媒入口が設けられて ヽる。

[0015] 上記実施形態によれば、上記冷媒入口から、上記圧縮機で圧縮されて温度が上昇 した上記冷媒が、上記熱交 内に入るので、この熱交^^の上部力 の風は高温 になり易い。したがって、上記遮蔽部材により、上記高温の風がヒートシンクへ流れる ことが妨げられるので、上記電装部品の冷却効率が、いっそう効果的に向上する。

[0016] 一実施形態の空気調和機の室外機は、上記ヒートシンクは、上記ベルマウスの外 周面に沿って流れる風によって冷却される。

[0017] 上記実施形態によれば、上記ヒートシンクは、上記ベルマウスの外周面に沿って流 れる風によって冷却されるので、上記熱交^^から直接流れる風によって冷却される よりも、冷却効率力 ^、つそう効果的に向上する。

発明の効果

[0018] 以上のように、本発明の空気調和機の室外機は、圧縮機と、上記圧縮機を収容す る圧縮機室と、冷媒と空気との熱交換を行う熱交換器と、上記熱交換器に風を送るフ アンと、上記ファンの外周囲に位置するベルマウスと、上記熱交換器、ファンおよびべ ルマウスを収容すると共に、上記熱交^^からの風が通る風通路を有する熱交 室と、上記圧縮機室と熱交換器室とを仕切る仕切板と、電装部品と、上記仕切板より も風通路側に配置されていると共に、上記電装部品に熱的に接続されたヒートシンク と、上記熱交換器と上記ヒートシンクとの間、かつ、上記ヒートシンクよりも上記風通路 における上流側に設けられて、上記熱交換器の局部を通った風が直接上記ヒートシ ンクに当たるのを遮る遮蔽部材とを備えるので、冷房運転時に、上記熱交^^の局 部から高温の風がヒートシンクへ直接流れることを防止できるので、上記ヒートシンク を介した電装部品の冷却効率を、従来よりも向上することができる。

図面の簡単な説明

[0019] 本発明は以下の詳細な説明と添付の図面力 より十分に理解できるであろう。添付 の図面は説明のためだけのものであって、本発明を制限するものではない。図面に おいて、

[図 1]本発明の実施形態としての空気調和機の室外機を示す概略正断面図である。

[図 2]図 1に示す空気調和機の室外機の平断面図である。

[図 3]図 1に示す空気調和機の室外機の切断斜視図である。

発明を実施するための最良の形態

[0020] 以下、本発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。

[0021] 図 1は、本発明の実施形態としての空気調和機の室外機を示す概略正断面図であ り、ファン 5による風の吹出し側から室外機内部を見た図である。

[0022] 図 2は、上記空気調和機の室外機の平断面図であり、室外機をファン 5の回転軸近 傍で水平方向に切断して下方力 見たである。図 3は、上記室外機の切断斜視図で あり、熱交換器室 8を仕切板 6の近傍部分で鉛直方向に切断して斜め前方から見た 図である。図 2及び 3では、ケーシングは省略している。

[0023] この空気調和機の室外機は、ケーシング 1内に、冷媒を圧縮する圧縮機 3と、上記 冷媒と空気との間で熱交換を行う熱交換器 4と、この熱交換器 4に送風するファン 5を 備える。上記ケーシング 1の内部は、仕切板 6によって仕切られて、上記圧縮機 3を 収容する圧縮機室 7と、上記熱交換器 4およびファン 5を収容する熱交換器室 8とに 概略区画されている。

[0024] 上記圧縮機室 7の上部には、上記ケーシング 1の天板に近接して電装部品箱 10が 設けられており、この電装部品箱 10は上記仕切板 6の上端に連結されている。この 電装部品箱 10内に、上記圧縮機 3に電力を供給するための電装部品が収容されて いる。上記電装部品は、上記圧縮機 3に供給する電力の周波数を変更するインバー タ素子と、このインバータ素子のスイッチング動作を制御するインバータ制御部とを含 んでいる。また、上記電装部品箱 10内には、この室外機の動作を制御する室外機制 御部が収容されている。

[0025] 上記電装部品箱 10は、概略直方体の榭脂で形成されており、下側面に設けられた 溝に、上記仕切板 6の上端が挿入されている。この電装部品箱 10の側面に、上記仕 切板 6で区画された熱交 室 8内に臨むように、ヒートシンク 11が設けられている。 このヒートシンク 11は、上記電装部品箱 10内のインバータ素子に熱的に接続されて いる。

[0026] 上記ヒートシンク 11は、比較的高い熱伝導性を有する金属材料からなり、上記ケー シング 1の天板と略平行な基体部と、この基体部力も鉛直下側に向力つて延びる複 数のフィンとがー体に形成されている。上記複数のフィンは、平面がケーシング 1の 奥行き方向と平行に延びている。また、上記ヒートシンク 11は、奥行き寸法が、上記 電装部品箱 10の奥行き寸法と略同じに形成されている。

[0027] 上記ヒートシンク 11の熱交 4側の端面には、この熱交 4の局部を通った空 気が直接ヒートシンク 11に入ることを防止する遮蔽部材の一例としての遮蔽板 12が 設けられている。この遮蔽板 12は、上記ヒートシンク 11の基体の幅と概略同じ幅を有 すると共に、上記基体力もフィンの先端に達する高さを有する。

[0028] 上記仕切板 6は、ケーシング 1の前面力 熱交換器 4側に向かって、奥行きの概略 中央まで延びる横断部 61と、この横断部 61に連なり、圧縮機 3の背面と熱交換器 4 の正面との間を、ケーシング 1の背面の図 1における右側の縁に向かって延びる斜め 横断部 62とを有する。

[0029] 上記圧縮機 3は、概略円筒形状のケーシング内に、圧縮要素とこの圧縮要素に圧 縮動作を行わせるモータを収容している。この圧縮機 3のモータに、上記電装部品箱 10内のインバータ素子および制御部で周波数制御した電力を供給して、上記圧縮 機 3の容量を制御するようになって 、る。

[0030] 上記熱交換器 4は、ケーシング 1の背面力 左側面に亘つて延在しており、水平方 向の断面において、概略 L字状の断面を有している。この熱交換器 4は、冷媒を流す 伝熱管と、この伝熱管に連結された複数のフィンとを有し、上記伝熱管に冷媒が入る 冷媒入口が、熱交換器 4の上部に設けられている。図 1乃至 3において、上記伝熱管 およびフィンは図示しておらず、熱交換器 4の概略の外形のみを図示している。上記 伝熱管は、水平方向に延びると共に、鉛直方向に平行に配置された複数の水平部と 、この水平部の端部を順次接続する U字部とで形成されており、上記冷媒入口から 入った冷媒を、幅方向に蛇行しながら下方に流すように配管されている。上記フィン は、上記伝熱管の水平部と略直角に延びる金属製の板で形成されている。上記ケー シング 1の背面と左側面に、上記熱交翻 4に対向する位置に、吸気用の開口が設 けられている。

[0031] 上記ファン 5は、駆動モータ 51で回転駆動されて、図 1の紙面の奥側から手前側に 向力う風を生成するようになっている。上記駆動モータ 51は、上記電装部品箱 10内 のスィッチ回路によって、駆動電力の供給がオンオフされるようになっている。

[0032] 上記ケーシング 1内の正面側には、上記ファン 5の外周囲を覆うベルマウス 14が配 置されている。このベルマウス 14は、上記ファン 5の径方向の先端に近接して開口を 形成すると共に湾曲した断面を有する湾曲部 14aと、この湾曲部 14aの前面側に連 なると共に、熱交翻室 8の正面側を覆うフランジ部 14bとを有する。上記湾曲部 14 aは、熱交換器 4側に向かうに伴って開口径が拡大しており、また、上記フランジ部 14 bに向かうに伴って開口径が拡大している。

[0033] 上記圧縮機室 7には、冷媒配管に介設されて冷媒圧力を降下させる図示しない膨 張弁が配置されている。また、上記圧縮機室 7には、図示しない四方切換弁が収容さ れており、この四方切替弁は、冷房運転と暖房運転に対応して、上記圧縮機 3の吐 出側を室外熱交換器 4または室内熱交換器に選択的に接続して、冷媒の循環回路 を切り替えるようになって!/、る。

[0034] 上記構成の空気調和機の室外機は、以下のように動作する。まず、室内機の入力 部に冷房運転を行う指令が入力されると、この指令を示す信号が、室内機から信号 線を介して室外機の電装部品箱 10内の室外機制御部に入力される。この信号を受 けた室外機制御部は、四方切替弁の接続状態を確認し、暖房接続状態である場合 は四方切替弁を冷房接続状態に切り替える。また、上記室外機制御部は、室内機か ら受け取った室内の気温および設定温度の情報に基づ 、て、上記インバータ制御 部に信号を出力する。また、上記室外機制御部は、上記スィッチ回路をオンにして、 上記ファンの駆動モータ 51に駆動電力を供給する。

[0035] 上記インバータ制御部は、上記室外機制御部からの信号に基づいて上記インバー タ素子のスイッチング動作を制御し、このインバータ素子力も所定周波数の電力を圧 縮機 3に供給する。この圧縮機 3は、供給電力の周波数に応じた回転数でモータが 駆動されることにより、圧縮要素が所定容量で動作して、所定圧力および流量の高 圧冷媒ガスを吐出する。 [0036] また、上記ファン 5は、上記駆動モータ 51によって回転駆動されて、室外機の左側 面および背面から前面に向かう風を生成する。これにより、ケーシング 1の熱交換器 室 8内に、風通路が形成される。すなわち、ケーシング 1の背面および左側面に形成 された吸気用開口力 空気が吸い込まれ、この空気が、図 2および 3の矢印 Aで示す ように熱交換器 4を通過する。この熱交換器 4には、上記圧縮機からの高圧冷媒ガス 力 四方切換弁を介して供給される。この熱交 4で、上記高圧冷媒ガスと空気と の熱交換が行われて、上記冷媒ガスが凝縮すると共に、上記空気の温度が上昇する 。上記熱交^^ 4力もの空気は、ベルマウスの湾曲部 14aで形成された開口を通り、 ケーシング 1の前面力も室外機の外に吹き出される。上記熱交 からの冷媒は、 膨張弁で減圧されて温度が低下し、室内機に送出される。

[0037] 上記熱交換器 4で冷媒ガスと熱交換を行った空気は、外気温度や室内の熱負荷等 の条件により、約 80°C程度の高温になる場合がある。特に、上記熱交換器 4の上部 は、冷媒入口が設けられおり、この冷媒入口から高圧冷媒ガスが流入するので、この 熱交^^ 4の上部からの空気は高温になり易い。この熱交 4の上部に近接して、 上記ヒートシンク 11が配置されているものの、本実施形態の室外機では、上記ヒート シンク 11の熱交 4側に遮蔽板 12が設けられているので、高温の空気がヒートシ ンク 11に入ることが防止される。具体的には、図 2及び 3の矢印 Bで示すように、熱交 翻4の上部からの空気は、上記遮蔽板 12によってヒートシンク 11を迂回する。これ により、ベルマウス 14の湾曲部 14aの開口を形成する面と逆側の面、すなわち、上記 ベルマウス 14の湾曲部 14aの外周面を矢印 Cで示すように流れる旋回流力 上記ヒ ートシンク 11に流入する。この旋回流によってヒートシンク 11に導かれる空気の殆ど は、熱交換器 4の下部を通過した空気である。この上記熱交換器 4の下部を通過して ベルマウス 14の湾曲部 14aの外周面を流れる間にミキシングされた空気は、温度が 平均化されているので、上記熱交 4の上部を通過した空気よりも温度が低い。さ らに、上記遮蔽板 12によって、上記ヒートシンクの比較的高温となる上部力もの輻射 熱力 上記ヒートシンク 11に入ることが防止される。その結果、上記ヒートシンク 11を 、従来よりも効果的に冷却することができる。例えば、上記ヒートシンク 11が、インバ ータ素子の発熱によって 90°C程度の温度になる場合においても、上記旋回流によつ て導かれて温度が 80°Cよりも低 、空気により、上記ヒートシンク 11を従来よりも高 ヽ 効率で冷却できる。その結果、上記ヒートシンク 11に熱的に接続されたインバータ素 子等の電装部品を、従来よりも高い効率で冷却することができる。

[0038] 上記実施形態において、ヒートシンク 11は、フィンの配列方向がケーシング 1の奥 行き方向と平行であつたが、フィンの配列方向をケーシング 1の幅方向と平行にして 、ベルマウスの湾曲部 14bを流れる旋回流の流れ方向と略平行にしてもよい。

[0039] また、上記ヒートシンク 11の配置位置は、ケーシング 1の上部以外であってもよい。

[0040] また、上記熱交換器 4は、冷媒が流入する冷媒入口が、上部以外の部分に設けら れていてもよい。

[0041] また、上記遮蔽部材は、板状の遮蔽板 12であったが、熱交換器 4の局部を通過し た風がヒートシンク 11に当たることを防止できれば、他の形態を有するものでもよ!/、。

[0042] また、上記遮蔽部材としての遮蔽板 12は、上記熱交換器室 8における空気の流れ に関係無ぐ上記熱交翻 4とヒートシンク 11との間に設けられて、上記熱交翻 4 の局部力 輻射熱が入射することを防止するものであってもよい。この場合、上記熱 交^ ^室 8のベルマウス 14は無くてもよ!、。

[0043] 以上、本発明の実施形態を説明したが、これは種々変更してもよいことは明らかで ある。そのような変更は、本発明の精神と範囲からの逸脱ではあるとみなされるべきで はなぐ当業者にとって自明であるような変更はすべて、次に続く特許請求の範囲の 中に含まれるものである。

Claims

請求の範囲

[1] 圧縮機 (3)と、

上記圧縮機 (3)を収容する圧縮機室 (7)と、

冷媒と空気との熱交換を行う熱交換器 (4)と、

上記熱交翻 (4)に風を送るファン (5)と、

上記ファン（5)の外周囲に位置するベルマウス（ 14)と、

上記熱交換器 (4)、ファン（5)およびベルマウス（14)を収容すると共に、上記熱交

(4)からの風が通る風通路を有する熱交 室 (8)と、

上記圧縮機室 (7)と熱交 室 (8)とを仕切る仕切板 (6)と、

電装部品と、

上記仕切板 (6)よりも風通路側に配置されていると共に、上記電装部品に熱的に 接続されたヒートシンク（11)と、

上記熱交^^ (4)と上記ヒートシンク（11)との間、かつ、上記ヒートシンク（11)より も上記風通路における上流側に設けられて、上記熱交換器 (4)の局部を通った風が 直接上記ヒートシンク（ 11)に当たるのを遮る遮蔽部材（ 12)と

を備えることを特徴とする空気調和機の室外機。

[2] 圧縮機 (3)と、

上記圧縮機 (3)を収容する圧縮機室 (7)と、

冷媒と空気との熱交換を行う熱交換器 (4)と、

上記熱交翻 (4)に風を送るファン (5)と、

上記熱交換器 (4)及びファン (5)を収容すると共に、上記熱交換器 (4)からの風が 通る風通路を有する熱交 室 (8)と、

上記圧縮機室 (7)と熱交 室 (8)とを仕切る仕切板 (6)と、

電装部品と、

上記仕切板 (6)よりも風通路側に配置されていると共に、上記電装部品に熱的に 接続されたヒートシンク（11)と、

上記熱交 (4)と上記ヒートシンク（11)との間に設けられて、上記熱交 (4) の局部力 の輻射熱が上記ヒートシンク（11)に入射することを遮る遮蔽部材（12)と を備えることを特徴とする空気調和機の室外機。

[3] 請求項 1又は 2に記載の空気調和機の室外機において、

上記ヒートシンク（11)は、上記熱交換器室（8)の風通路の上部に位置することを特 徴とする空気調和機の室外機。

[4] 請求項 3に記載の空気調和機の室外機にぉ 、て、

上記熱交換器 (4)の上部に、上記圧縮機 (3)で圧縮された上記冷媒が入る冷媒入 口が設けられて！/ヽることを特徴とする空気調和機の室外機。

[5] 請求項 1乃至 4のいずれか 1つに記載の空気調和機の室外機において、

上記ヒートシンクは、上記ベルマウスの外周面に沿って流れる風によって冷却され ることを特徴とする空気調和機の室外機。