WO2011083756A1 - 冷凍装置 - Google Patents

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WO2011083756A1
WO2011083756A1 PCT/JP2011/000010 JP2011000010W WO2011083756A1 WO 2011083756 A1 WO2011083756 A1 WO 2011083756A1 JP 2011000010 W JP2011000010 W JP 2011000010W WO 2011083756 A1 WO2011083756 A1 WO 2011083756A1
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refrigerant
power module
cooling member
cooling
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木戸尚宏
前田敏行
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ダイキン工業株式会社
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    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F24F1/20Electric components for separate outdoor units
    • F24F1/24Cooling of electric components
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    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
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    • Y02B30/70Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Definitions

  • the present invention relates to a refrigeration apparatus that performs a refrigeration cycle, and particularly relates to a refrigeration apparatus that cools a power module with a cooling member.
  • Patent Document 1 discloses a cooling member including a copper refrigerant pipe through which a refrigerant flows and a flat plate-like main body portion made of a metal having high thermal conductivity such as aluminum and having a refrigerant pipe embedded therein. Yes.
  • the power module can be cooled by bringing the main body portion into thermal contact with the power module and applying heat from the power module to the refrigerant flowing through the refrigerant pipe via the main body portion.
  • the present invention has been made in view of the above point, and an object of the present invention is to prevent generation of condensed water and prevent condensed water from adhering to an electronic component in a refrigeration apparatus including a cooling member for cooling a power module or the like. There is in doing so.
  • the present invention includes a refrigerant circuit (20) connected to a compressor (30) to perform a refrigeration cycle, an electronic component (56, 57, 59) including a power module (56), and the refrigerant circuit (20) inside. And a cooling member (60) in contact with the power module (56) so that the refrigerant cools and the power module (56) is cooled by the refrigerant. A solution was taken.
  • the cooling member (60) transmits the cold heat of the refrigerant flowing inside from at least the non-contact surface (60b) other than the contact surface (60a) with the power module (56). There is a blocking means to prevent this.
  • the refrigerant compressed by the compressor (30) circulates through the refrigerant circuit (20), so that a refrigeration cycle is performed.
  • the cooling member (60) cools the power module (56) using the refrigerant of the refrigerant circuit (20). Specifically, in the cooling member (60), the refrigerant flows inside the main body (61). The heat of the power module (56) is transferred to the refrigerant flowing through the main body (61) through the main body (61). Thereby, the power module (56) is cooled.
  • the cooling member (60) prevents the cold heat of the refrigerant flowing inside from being transmitted outside from the non-contact surface (60b) other than the contact surface (60a) with the power module (56). Means. Therefore, when the refrigerant flows into the cooling member (60) and the power module (56) is cooled, non-contact other than the contact surface (60a) of the cooling member (60) with the power module (56) Since the cooling heat of the refrigerant is not transmitted from the surface (60b), the cooling of the air around the cooling member (60) is suppressed. Thereby, dew condensation water is not generated around the cooling member (60), and the dew condensation water is prevented from flowing toward the electronic components (56, 57, 59).
  • the cooling member (60) has a main body (61) in contact with the power module (56) while a cooling refrigerant for cooling the power module (56) flows therein.
  • the blocking means includes a heat insulating layer (65) that covers a non-contact surface other than a contact surface (61s) of the main body (61) with the power module (56).
  • the heat of the cooling refrigerant is cooled by the heat insulating layer (65). External transmission from the non-contact surface other than the contact surface (61s) with the power module (56) of the part (61) is prevented.
  • the heat insulation layer (65) prevents the cold heat of the cooling refrigerant from being transmitted externally from at least a non-contact surface other than the contact surface (60a) with the power module (56) of the cooling member (60).
  • the blocking means is formed on the non-contact surface (60b) side of the cooling refrigerant flow path (61a) through which the cooling refrigerant flows of the cooling member (60).
  • the high-temperature refrigerant flow path (61b) through which the high-temperature refrigerant flows is provided.
  • the portion on the non-contact surface (60b) side of the cooling refrigerant flow path (61a) of the cooling member (60) is heated by the high temperature refrigerant flowing through the high temperature refrigerant flow path (61b). Therefore, the cooling heat of the cooling refrigerant flowing through the cooling refrigerant channel (61a) is the high temperature refrigerant flowing through the high temperature refrigerant channel (61b) on the non-contact surface (60b) side of the cooling refrigerant channel (61a) or the high temperature It is absorbed by the hot part heated by the refrigerant.
  • the cooling heat of the cooling refrigerant is prevented from being transmitted externally from the non-contact surface (60b) other than the contact surface (60a) with the power module (56) of the cooling member (60).
  • (60b) is heated by the heat of the high-temperature refrigerant flowing through the high-temperature refrigerant flow path (61b) and becomes high temperature. Thereby, generation
  • the blocking means includes a heat insulating layer (68) formed between the cooling refrigerant flow path (61a) and the high temperature refrigerant flow path (61b). Yes.
  • the cooling member (60) from the non-contact surface (60b) Transmission is more reliably prevented. Further, since the cold heat of the cooling refrigerant is not transmitted to the high-temperature refrigerant flow path (61b), all the heat of the high-temperature refrigerant in the high-temperature refrigerant flow path (61b) is used for heating near the non-contact surface (60b). (60b) High temperature near. Therefore, generation
  • the heat insulating layer (68) is constituted by a vacuum layer or an air layer.
  • the heat insulating layer (68) is easily formed by the vacuum layer or the air layer.
  • the cooling refrigerant is generated in the cooling member (60) by depressurizing the refrigerant in the refrigerant circuit (20).
  • a pressure reducing mechanism (81) is provided.
  • the pressure reducing mechanism (81) that generates the low-temperature cooling refrigerant is provided inside the cooling member (60). Therefore, the high-temperature refrigerant supplied to the refrigerant inlet of the cooling member (60) is decompressed by the decompression mechanism (81) inside the cooling member (60) to become a low-temperature cooling refrigerant. As a result, the high-temperature refrigerant flows through the refrigerant inlet of the cooling member (60), so that the generation of condensed water around the refrigerant inlet of the cooling member (60) is suppressed.
  • the cooling member (60) includes a cooling refrigerant on the upstream side of the decompression mechanism (81) after the cooling of the power module (56). It is configured to exchange heat with the refrigerant.
  • the cooling refrigerant after cooling the power module (56) is heated by exchanging heat with the high-temperature refrigerant on the upstream side of the decompression mechanism (81) inside the cooling member (60). The Therefore, the temperature of the refrigerant flowing out from the cooling member (60) increases. Thereby, the refrigerant heated by the high-temperature refrigerant flows through the refrigerant outlet of the cooling member (60), so that the generation of condensed water around the refrigerant outlet of the cooling member (60) is suppressed.
  • an insulating pipe (85) is connected to the refrigerant outlet of the cooling member (60).
  • the cooling refrigerant after cooling the power module (56) inside the cooling member (60) flows into the heat insulation pipe (85) from the refrigerant outlet of the cooling member (60).
  • the heat insulation pipe (85) since the cold heat of the cooling refrigerant is not transmitted to the outside, the generation of condensed water near the refrigerant outlet of the cooling member (60) is suppressed.
  • the blocking means is configured such that the cold heat of the refrigerant flowing inside the cooling member (60) is generated by the power module (60) of the cooling member (60). 56) is configured to prevent external transmission from the outer edge of the contact surface (60a).
  • the outer edge portion of the power module (56) is usually away from the portion that generates heat when energized, so cooling does not contribute to cooling the heating portion, and when cooled, the temperature is lower than the ambient air temperature. May decrease and condensation may occur in the surrounding area.
  • the blocking means and the power module (56) of the cooling member (60) are cooled.
  • the cold heat of the refrigerant is not transmitted to the outside from the outer edge portion of the contact surface (60a).
  • the temperature drop is suppressed by the heat generated in the heat generating portion of the power module (56).
  • dew condensation water does not generate
  • This dew condensation water is prevented from flowing toward the electronic components (56, 57, 59).
  • a tenth aspect of the invention is the ninth aspect of the invention, wherein the blocking means has an area of a heat transfer surface that transmits the cold heat of the refrigerant flowing inside the cooling member (60) to the power module (56).
  • the module (56) is configured to be smaller than the area of the surface corresponding to the cooling member (60).
  • the portion to which the cold heat of the refrigerant circulating in the cooling member (60) is transmitted is smaller than the power module (56).
  • the heat generating portions that require cooling of the power module (56) are intensively cooled, and the portions away from the heat generating portions that do not require cooling are not cooled.
  • the surface of the power module (56) and the non-contact surface other than the contact surface with the cooling member (60) is a heat insulating layer ( 66).
  • the non-contact surface of the power module (56) Covering with 66) suppresses cooling of the air around the power module (56). Thereby, generation
  • the heat insulating layer (65, 68) is made of an insert-molded resin material having heat insulating properties.
  • the heat insulating layer (65, 68) is made of an insert-molded resin material having heat insulating properties. With such a configuration, the heat insulating layer (65, 68) excellent in heat insulating performance can be easily formed by insert molding.
  • the heat insulating layer (65, 66, 68) is configured by spraying urethane.
  • the heat insulating layer (65, 66, 68) is formed by spraying urethane.
  • the heat insulating layer (65, 66, 68) excellent in heat insulating performance can be easily formed simply by spraying urethane.
  • the non-contact surface (60b) By preventing external transmission from the non-contact surface (60b), it is possible to prevent the air around the cooling member (60) from being cooled by the cold heat of the refrigerant flowing inside. Thereby, dew condensation water is not generated around the cooling member (60), and the dew condensation water is prevented from flowing toward the electronic components (56, 57, 59). Therefore, failure of the electronic components (56, 57, 59) can be avoided.
  • the heat insulation layer (65) causes the cooling heat of the refrigerant flowing inside the cooling member (60) to be in a non-contact surface (60b) other than the contact surface (60a) with the power module (56). Therefore, it is possible to easily configure blocking means for blocking external transmission.
  • the cold heat of the refrigerant flowing inside the cooling member (60) is transmitted externally from the non-contact surface (60b) other than the contact surface (60a) with the power module (56). It is possible to easily configure blocking means for blocking this.
  • the non-contact surface of the cooling member (60) External transmission from (60b) can be more reliably prevented. Further, since the cold heat of the cooling refrigerant is not transmitted to the high-temperature refrigerant flow path (61b), all the heat of the high-temperature refrigerant in the high-temperature refrigerant flow path (61b) is used for heating near the non-contact surface (60b). (60b) The vicinity can be kept at a relatively high temperature. Therefore, generation
  • the decompression mechanism (81) that generates the low-temperature cooling refrigerant is provided inside the cooling member (60), and the high-temperature refrigerant flows in the vicinity of the refrigerant inlet of the cooling member (60).
  • heat exchange is performed between the cooling refrigerant after cooling the power module (56) and the high-temperature refrigerant upstream of the decompression mechanism (81) inside the cooling member (60).
  • the eighth invention it is possible to suppress the generation of condensed water near the refrigerant outlet of the cooling member (60) with an easy configuration.
  • the blocking means by configuring the blocking means so that the cold heat of the refrigerant is not transmitted to the outside from the outer edge portion of the contact surface (60a) with the power module (56) of the cooling member (60).
  • the air around the outer edge of the contact surface of the power module (56) with the cooling member (60) can be prevented from being cooled.
  • the heat generated in the heat generating portion of the power module (56) is suppressed from lowering the temperature of the outer edge portion of the contact surface with the cooling member (60) of the power module (56), the cooling member The generation of condensed water can be suppressed around (60). Therefore, failure of the power module (56) can be avoided.
  • the portion to which the cold heat of the refrigerant flowing inside the cooling member (60) is transmitted is formed smaller than the power module (56), thereby cooling the power module (56). While necessary heat generating portions can be intensively cooled, it is possible to avoid the formation of condensed water due to cooling of the portions away from the heat generating portions that do not require cooling.
  • the non-contact surface of the power module (56) other than the contact surface with the cooling member (60) is covered with the heat insulating layer (66). Therefore, even when the power module (56) is strongly cooled by the refrigerant flowing inside the cooling member (60), the air around the power module (56) is suppressed from being cooled. . Thereby, generation
  • the heat insulating layer (65, 66, 68) having excellent heat insulating performance can be easily formed by insert molding.
  • the heat insulating layer (65, 66, 68) excellent in heat insulating performance can be easily formed only by spraying urethane.
  • FIG. 1 is a refrigerant circuit diagram illustrating a schematic configuration of an air conditioner according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing the internal structure of the inverter control panel.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a schematic configuration of the cooling member.
  • FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing the internal structure of the inverter control panel of the air conditioner according to the second embodiment.
  • FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing the internal structure of the inverter control panel of the air conditioner according to the third embodiment.
  • FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration inside the partition plate of FIG.
  • FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of the cooling member shown in FIG. FIGS.
  • FIG. 8A and 8B are diagrams each showing a temperature distribution during cooling of the power module by the cooling member of the third embodiment, and FIG. 8A shows that the contact surface of the main body is larger than that of the power module.
  • FIG. 8B shows a case where the contact surface of the main body is smaller than the power module.
  • FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view of the cooling member according to the first modification of the third embodiment.
  • FIG. 10 is an enlarged plan view showing the contact surface of the main body of the cooling member according to the second modification of the third embodiment and the power module.
  • FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view of the cooling member according to the fourth embodiment.
  • FIG. 12 is an enlarged cross-sectional view of the cooling member according to the fifth embodiment.
  • FIG. 13 is an enlarged cross-sectional view of the cooling member according to the sixth embodiment.
  • FIG. 14 is an enlarged cross-sectional view of a cooling member according to a modification of the sixth embodiment.
  • FIG. 1 is a refrigerant circuit diagram illustrating a schematic configuration of an air conditioner according to Embodiment 1 of the present invention.
  • this air conditioner (10) is composed of a refrigeration apparatus that performs a vapor compression refrigeration cycle, and includes an outdoor unit (11) installed outdoors and an indoor unit installed indoors. (12) is provided one by one.
  • An outdoor circuit (21) is accommodated in the outdoor unit (11).
  • An indoor circuit (22) is accommodated in the indoor unit (12).
  • the refrigerant circuit (20) is formed by connecting the outdoor circuit (21) and the indoor circuit (22) with a pair of connecting pipes (23, 24).
  • the outdoor circuit (21) is provided with a compressor (30), a four-way switching valve (41), an outdoor heat exchanger (42), a cooling member (60), and an expansion valve (43). ing.
  • the cooling member (60) will be described later.
  • the discharge side of the compressor (30) is connected to the first port of the four-way switching valve (41), and the suction side is connected to the second port of the four-way switching valve (41) via the accumulator (34).
  • the four-way switching valve (41) has a third port connected to one end of the outdoor heat exchanger (42), and a fourth port connected to the gas-side closing valve (44).
  • the other end of the outdoor heat exchanger (42) is connected to one end of the expansion valve (43) via a cooling member (60).
  • the other end of the expansion valve (43) is connected to the liquid side closing valve (45).
  • the indoor circuit (22) is provided with an indoor heat exchanger (46).
  • the indoor circuit (22) has its gas side end connected to the gas side shutoff valve (44) via the gas side connection pipe (23), and its liquid side end connected to the liquid side connection pipe (24). And is connected to the liquid side closing valve (45).
  • the compressor (30) is a so-called hermetic compressor. That is, in the compressor (30), the compression mechanism (32) for compressing the refrigerant and the electric motor (33) for rotationally driving the compression mechanism (32) are accommodated in one casing (31). .
  • the four-way switching valve (41) includes a first state (state indicated by a solid line in FIG. 1) in which the first port and the third port communicate with each other and the second port and the fourth port communicate with each other. The state is switched to a second state (state indicated by a broken line in FIG. 1) in which the port communicates with the fourth port and the second port communicates with the third port.
  • the expansion valve (43) is a variable opening electric expansion valve whose valve body is driven by a pulse motor.
  • the outdoor heat exchanger (42) and the indoor heat exchanger (46) are both fin-and-tube heat exchangers for exchanging heat between the refrigerant and air.
  • the outdoor heat exchanger (42) exchanges heat between the outdoor air and the refrigerant.
  • the outdoor unit (11) is provided with an outdoor fan (13) for sending outdoor air to the outdoor heat exchanger (42).
  • the indoor heat exchanger (46) exchanges heat between the indoor air and the refrigerant.
  • the indoor unit (12) is provided with an indoor fan (14) for sending room air to the indoor heat exchanger (46).
  • the air conditioner (10) has a box-shaped inverter control panel (50) and an inverter device (55) accommodated in the inverter control panel (50).
  • the inverter device (55) constitutes a power circuit of the compressor (30). Specifically, the inverter device (55) converts the AC frequency supplied from the commercial power source into a command value from a controller (not shown), and converts the AC frequency converted from the frequency to the electric motor (33) of the compressor (30).
  • the power supply circuit for supplying to is comprised.
  • the inverter control panel (50) is formed of a vertically long rectangular parallelepiped box.
  • the inverter control panel (50) has a door (51) that can be opened and closed on the front side (left side in FIG. 2), and a mounting plate (52) on the rear side (right side in FIG. 2).
  • the inverter control panel (50) accommodates the inverter device (55) and the cooling member (60) described above.
  • the inverter device (55) is composed of a plurality of electronic components. Specifically, in the first embodiment, a power module (56), a capacitor (57), and a reactor (59) are provided as these electronic components.
  • the power module (56) includes an IGBT module including an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) chip that generates heat during operation.
  • the power module (56) is mounted on the wiring board (58).
  • the capacitor (57) is disposed on the upper side in the first space (S1) described later.
  • the reactor (59) is installed at the bottom of the inverter control panel (50).
  • the cooling member (60) includes a main body (61) and a refrigerant pipe (62).
  • the main body (61) is made of a metal material having high thermal conductivity such as aluminum.
  • the main body (61) has a rectangular parallelepiped base that is flat in the front-rear direction and a raised portion that slightly protrudes from the base.
  • the main body (61) is provided so that the end surface of the raised portion contacts the power module (56) so as to exchange heat with the power module (56) via the raised portion.
  • the end surface of the raised portion constitutes a contact surface (61s) with the power module (56) in the surface of the main body (61) according to the present invention.
  • the end surface of a protruding part comprises the contact surface (60a) with the power module (56) of the member for cooling (60).
  • the refrigerant pipe (62) is embedded in the main body (61), and forms a refrigerant flow path through which the refrigerant flows.
  • the refrigerant pipe (62) is made of a metal material having a high thermal conductivity such as copper.
  • the refrigerant pipe (62) has four straight pipe parts (63) and three U-shaped pipe parts (64) for connecting the straight pipe parts (63) in series. ing.
  • the number of the straight pipe parts (63) and the U-shaped pipe parts (64) is merely an example, and may be smaller or larger.
  • the straight pipe portion (63) penetrates the main body portion (61) so as to be parallel to the front and rear surfaces of the main body portion (61).
  • the U-shaped pipe part (64) is located on both ends in the longitudinal direction of the main body part (61), and connects two straight pipe parts (63) adjacent to each other in the vertical direction.
  • the end (63a) of the uppermost straight pipe portion (63) or the end (63b) of the lowermost straight pipe portion (63) is either One of them constitutes the refrigerant inflow part, and the other constitutes the refrigerant outflow part.
  • the cooling member (60) includes a heat insulating layer (65) formed on the surface of the main body (61).
  • the heat insulation layer (65) is formed by, for example, insert molding a resin material having heat insulation around the main body (61), and the contact surface (61s) between the power module (56) and the main body (61).
  • the surface of the main body (61) except for) is covered. That is, the heat insulation layer (65) covers the non-contact surface other than the contact surface (61s) with the power module (56), which is the surface of the main body (61).
  • the heat insulating layer (65) constitutes a blocking means according to the present invention, and can prevent the air around the cooling member (60) from being cooled. Thereby, dew condensation water is not generated around the cooling member (60), and the dew condensation water is prevented from flowing toward the electronic components (56, 57, 59). Therefore, failure of the electronic components (56, 57, 59) can be avoided.
  • the internal space of the inverter control panel (50) is roughly divided into two spaces (first space (S1) and second space (S2)) by a partition plate (71).
  • the partition plate (71) is formed of a synthetic resin material that is formed in a flat plate shape extending vertically and has low thermal conductivity and heat insulation.
  • a rectangular opening (71a) penetrating in the thickness direction is formed substantially at the center of the partition plate (71).
  • the opening (71a) of the partition plate (71) is closed by the cooling member (60). Specifically, the opening (71a) is formed so that both the vertical and horizontal lengths are shorter than the cooling member (60).
  • the cooling member (60) is supported by the outer peripheral edge portion (71b) of the opening (71a) in the surface on the mounting plate (52) side of both end surfaces in the thickness direction of the partition plate (71). Thereby, the cooling member (60) completely covers the opening (71a) from the second space (S2) side.
  • the power module (56) is fixed to the cooling member (60) so as to be in contact with the front surface (end surface of the raised portion) of the main body (61) in the first space (S1).
  • the capacitor (57) is disposed on the upper side in the first space (S1).
  • the power module (56) and the main body (61) of the cooling member (60) are the refrigerant and the power module flowing through the refrigerant pipe (62) embedded in the main body (61). (56) so that heat exchange is possible.
  • the main body (61) is in contact with the power module (56) so that the power module (56) is cooled by the refrigerant flowing inside.
  • the cooling member (60) is configured to cool the power module (56) with the refrigerant.
  • the air conditioner (10) of the first embodiment selectively performs a cooling operation and a heating operation.
  • the refrigerant discharged from the compressor (30) flows into the outdoor heat exchanger (42) through the four-way switching valve (41), and dissipates heat to the outdoor air to condense. To do.
  • the refrigerant condensed in the outdoor heat exchanger (42) flows into the refrigerant pipe (62) of the cooling member (60).
  • the power module (56) heat is generated with energization.
  • the refrigerant condensed in the outdoor heat exchanger (42) flows through the refrigerant pipe (62) of the cooling member (60).
  • the heat generated in the power module (56) is sequentially transmitted through the main body (61) and the refrigerant pipe (62), and is given to the refrigerant flowing through the refrigerant pipe (62).
  • the temperature rise of the power module (56) is suppressed.
  • the refrigerant that has flowed out of the refrigerant pipe (62) of the cooling member (60) is reduced in pressure when passing through the expansion valve (43), and then flows into the indoor heat exchanger (46).
  • the refrigerant absorbs heat from the indoor air and evaporates. Thereby, indoor air is cooled.
  • the refrigerant evaporated in the indoor heat exchanger (46) sequentially passes through the four-way switching valve (41) and the accumulator (34), and then is sucked into the compressor (30) and compressed.
  • the heating operation will be described.
  • the four-way selector valve (41) is set to the second state (the state indicated by the broken line in FIG. 1), and the outdoor fan (13) and the indoor fan (14) are operated.
  • the refrigerant circuit (20) during the heating operation a refrigeration cycle is performed in which the indoor heat exchanger (46) serves as a condenser and the outdoor heat exchanger (42) serves as an evaporator.
  • the cooling member (60) is located between the expansion valve (43) and the outdoor heat exchanger (42) that is an evaporator.
  • the refrigerant discharged from the compressor (30) flows into the indoor heat exchanger (46) through the four-way switching valve (41).
  • the indoor heat exchanger (46) the refrigerant dissipates heat to the indoor air and condenses. As a result, room air is heated.
  • the refrigerant condensed in the indoor heat exchanger (46) is decompressed when passing through the expansion valve (43) and then flows into the refrigerant pipe (62) of the cooling member (60).
  • the power module (56) heat is generated with energization.
  • the refrigerant after being decompressed by the expansion valve (43) flows through the refrigerant pipe (62) of the cooling member (60).
  • the heat generated in the power module (56) is sequentially transmitted through the main body (61) and the refrigerant pipe (62), and is given to the refrigerant flowing through the refrigerant pipe (62).
  • the temperature rise of the power module (56) is suppressed.
  • the heat insulation layer (65) cools the refrigerant. Prevents the air around the cooling member (60) from being transmitted from the non-contact surface (60b) other than the contact surface (60a) with the power module (56) of the cooling member (60). It is possible to prevent cooling by the cold heat of the refrigerant circulating inside. Thereby, dew condensation water is not generated around the cooling member (60), and the dew condensation water is prevented from flowing toward the electronic components (56, 57, 59). Therefore, failure of the electronic components (56, 57, 59) can be avoided, and the reliability of the air conditioner (10) can be ensured.
  • the cooling member (60) does not have the heat insulating layer (65)
  • the refrigerant pipe (62) of the cooling member (60) When the refrigerant begins to flow, the air around the cooling member (60) is rapidly cooled. For this reason, the water
  • the power module (56) is cooled by this refrigerant, while the cooling member (60) is cooled by the heat insulating layer (65).
  • the cooling member (60) is cooled by the heat insulating layer (65).
  • dew condensation water is generated in the second space (S2) and sent to the electronic components (56, 57) side of the first space (S1) side, or along the surface of the cooling member (60). Dropping downward is suppressed. Therefore, it can be avoided that water adheres to the electronic components (56, 57, 59) and breaks down.
  • the heat insulating layer (65) that covers the non-contact surface other than the contact surface (61s) with the power module (56) on the surface of the main body (61) is used for cooling.
  • the present invention prevents the cold heat of the refrigerant flowing inside the member (60) from being transmitted externally from the non-contact surface (60b) other than the contact surface (60a) with the power module (56) of the cooling member (60).
  • Such blocking means can be easily configured. That is, with an easy configuration, it is possible to prevent the air around the cooling member (60) from being cooled by the cold heat of the refrigerant circulating inside.
  • Embodiment 2 of the Invention is a partial modification of the internal structure of the inverter control panel (50) of the first embodiment.
  • the heat insulating layer (66) is also formed on the surface of the power module (56). More specifically, the heat insulating layer (66) is formed on the surface of the power module (56) and on a non-contact surface other than the contact surface with the cooling member (60). The heat insulating layer (66) is formed by insert molding a resin material having heat insulating properties, similarly to the heat insulating layer (65) covering the non-contact surface of the main body (61).
  • the temperature of the refrigerant flowing inside the main body (61) of the cooling member (60) is low, and the power module (56) is powerful due to the refrigerant. Even in such a case, the air around the power module (56) is suppressed from being cooled by the heat insulating layer (66). Thereby, generation
  • the entire main body (61) and power module (56) are covered with a heat insulating material. That is, in the state where the main body (61) and the power module (56) are assembled, the whole is covered with the heat insulating layer (65, 66), and there is no exposed portion. Thereby, generation
  • the heat insulating layer (66) may be formed by spraying urethane or the like on the surface of the case of the power module (56).
  • Embodiment 3 of the Invention targets a large air conditioner used in a large-scale facility such as a factory.
  • the internal structure of the inverter control panel (50) is partially different from that of the first embodiment.
  • the inverter control panel (50) is formed in a rectangular parallelepiped shape with a depth of 30 inches and a height of about 90 inches.
  • the inverter control panel (50) has a door (51) that can be opened and closed on the rear side (right side in FIG. 5), and a mounting plate (52) on the front side (left side in FIG. 5).
  • the inverter control panel (50) is provided with an outside air intake port, an exhaust port, and a fan that ventilates by forming an air flow from the intake port to the exhaust port in the internal space. Yes.
  • the partition plate (71) is formed in a box shape with one surface open, and is attached to the mounting plate (52) so that the opening surface is closed by the mounting plate (52).
  • a partition plate (71) the internal space of the inverter control panel (50) is partitioned into two spaces (a first space (S1) and a second space (S2)), which are attached to the partition plate (71).
  • the second space (S2) formed between the plate (52) is a closed space.
  • the inverter device (55) is disposed in the second space (S2).
  • the reactor (59) is installed in the bottom part of 1st space (S1).
  • the partition plate (71) has a rectangular opening (71a) formed at the bottom of the back surface (the right end surface in FIG. 5).
  • the cooling member (60) is attached to the back surface of the partition plate (71) so as to shield the opening (71a).
  • the inverter device (55) is configured by connecting a plurality of electronic components by a rod-like or plate-like bus bar (72) made of a conductive metal.
  • the inverter device (55) includes a rectifier circuit connected to a commercial power source, a capacitor circuit, and an inverter circuit.
  • Each of the rectifier circuit and the inverter circuit is configured by connecting a plurality of power modules (56) by a bus bar (72).
  • Each power module (56) includes a power semiconductor chip (56a) that generates heat during operation, and a case (56b) that houses the power semiconductor chip (56a).
  • the power module (56) provided in the rectifier circuit is a diode module having a diode chip
  • the power module (56) provided in the inverter circuit is an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) chip. This is an IGBT module provided.
  • a capacitor (57) is connected to the capacitor circuit.
  • the capacitor (57) is fixed to a plate-like mounting member (77) fixed to the partition plate (71).
  • the other electronic components of the capacitor (57) and the power module (56) are fixed to the partition plate (71) or the mounting member (77).
  • each of the plurality of power modules (56) is fixed to a cooling member (60) attached to the back surface of the partition plate (71). Specifically, each power module (56) is arranged so that the cooling member is in contact with the front surface of the cooling member (60) that shields the opening (71a) at the opening (71a) of the partition plate (71). It is fixed to (60).
  • the cooling member (60) has the refrigerant pipe (62) embedded in the main body (61) as in the first or second embodiment.
  • a coolant channel (61a) through which a coolant flows is formed by machining a hole in the main body (61).
  • the member for cooling (60) is provided with the heat insulation layer (65) formed in the surface of the said main-body part (61).
  • the heat insulation layer (65) covers the non-contact surface other than the contact surface (61s) between the power module (56) and the main body portion (61), which is the surface of the main body portion (61).
  • the main body portion (61) of the cooling member (60) has a number of raised portions corresponding to the number of power modules (56), and each power module ( 56). That is, the end surface of each raised portion is a contact surface (61s) with each power module (56) of the main body (61).
  • the main body part (61) of the cooling member (60) has a contact surface (61s) on the back surface of the case (56b) of each power module (56) (on the cooling member (60) side).
  • the power semiconductor chip (56a), which is part of the surface) and generates heat when energized, is configured to come into contact with the central portion attached to the inner surface.
  • the contact surface (61s) between the power module (56) and the main body (61) corresponds to the back surface (cooling member (60) of the case (56b) of the power module (56). It is formed so that the area is smaller than the surface.
  • the outer edge part in a contact surface with the main-body part (61) of a power module (56) will contact with a heat insulation layer (65) instead of a main-body part (61). That is, a part of the heat insulating layer (65) is sandwiched between the main body (61) and the power module (56), and the contact surface (60a) of the cooling member (60) with the power module (56) ).
  • the heat of the power semiconductor chip (56a) of each power module (56) is transmitted to the main body (61) of the cooling member (60) via each contact surface (61s), and the refrigerant flow The heat is radiated to the refrigerant circulating in the passage (61a).
  • the cold heat of the refrigerant is transmitted to the power module (56) via the contact surface (61s) which is a heat transfer surface.
  • the power semiconductor chip (56a) portion where the temperature rises in each power module (56) is cooled by the refrigerant flowing inside the cooling member (60).
  • the cold heat of the refrigerant flowing in the cooling member (60) (refrigerant of the refrigerant flow path (61a)) is transmitted outside from the contact surface (61s) with the power module (56) by the heat insulating layer (65). That is blocked.
  • the air around the cooling member (60) is prevented from being cooled by the cold heat of the refrigerant flowing inside.
  • condensed water is not generated around the cooling member (60), and the condensed water is prevented from flowing toward the electronic components (56, 57, 59). Therefore, failure of the electronic components (56, 57, 59) can be avoided, and the reliability of the air conditioner (10) can be ensured.
  • the outer edge of the power module (56) is separated from the power semiconductor chip (56a), which is a part that generates heat when energized, so that the power semiconductor chip (56a), which is a heat generating part even when cooled, is cooled. Not only does it contribute, but when cooled, the temperature may be lower than the ambient air temperature and condensation may occur in the surroundings.
  • the contact surface (61s) heat transfer surface with the power module (56) is the back surface of the case (56b) of the power module (56).
  • the area is smaller than (the surface corresponding to the cooling member (60)).
  • a part of the heat insulating layer (65) comes into contact with the outer edge of the power module (56) that does not need to be cooled, and the cold heat of the refrigerant flowing through the refrigerant flow path (61a) becomes the outer edge of the power module (56). It is not transmitted to the part. That is, the outer edge portion of the power module (56) is not cooled. Thereby, the dew condensation of the outer edge part of the power module (56) which is separated from the power semiconductor chip (56a) which is a heat generating part can be suppressed. Therefore, failure of the power module (56) can be avoided.
  • the contact surface (61s) of the main body (61) is smaller than the surface corresponding to the main body (61) of the power module (56)
  • the heat generating portion of the power module (56) is cooled and the power is reduced. It is possible to avoid generation of condensed water by avoiding a temperature drop due to cooling of the outer edge portion that does not require cooling of the module (56). The result of verifying this point by simulation is shown below.
  • FIG. 8A and 8B show the temperature distribution during cooling of the power module (56) by the cooling member (60) obtained by simulation.
  • FIG. 8A shows a case where the area of the contact surface (61s) of the main body (61) is larger than the area of the surface corresponding to the main body (61) of the power module (56), and
  • FIG. The case where the area of the contact surface (61s) of a main-body part (61) is smaller than the area of the surface corresponding to the main-body part (61) of a power module (56) is shown.
  • the thin line in the figure is an isotherm.
  • illustration is abbreviate
  • the area of the contact surface (61s) is the power module.
  • the area of the surface corresponding to the main body (61) of (56) is larger (hereinafter referred to as a large contact surface)
  • the temperature of the outer edge of the power module (56) is reduced to 30 ° C. It became.
  • the area of the contact surface (61s) is smaller than the area of the surface corresponding to the main body portion (61) of the power module (56) (hereinafter referred to as the small contact surface).
  • the temperature of the outer edge of the power module (56) is reduced only to 40 ° C.
  • the temperature of the power semiconductor chip (56a) where the power module (56) generates heat is 116 ° C. in the case of the large contact portion of FIG. 8A and 117.degree.
  • the temperature was 5 ° C, which was almost the same. That is, by configuring the contact surface (61s) of the main body (61) to be smaller than the surface corresponding to the main body (61) of the power module (56), the outer edge of the power module (56) that does not need to be cooled. It can be seen that the temperature drop due to the cooling is suppressed.
  • the area of the contact surface (61s) of the main body (61) is configured to be smaller than the area of the surface corresponding to the main body (61) of the power module (56).
  • each power module (56) includes a plurality of power semiconductor chips (56a)
  • the main body (61) of the cooling member (60) Each power module is configured to have a number of raised portions corresponding to the number of power semiconductor chips (56a), and each semiconductor chip (56a) corresponds to the end surface of the raised portions with the case (56b) interposed therebetween.
  • (56) may be attached to the main body (61) of the cooling member (60). That is, the main body (61) may have a plurality of contact surfaces (61s) for one power module (56).
  • Embodiment 4 of the Invention changes the internal structure of the cooling member (60) of Embodiment 1.
  • FIG. 11 shows that Embodiment 4 changes the internal structure of the cooling member (60) of Embodiment 1.
  • the cooling member (60) includes only a main body (61) made of a metal material having high thermal conductivity such as aluminum.
  • the main body (61) is formed with a coolant channel (61a) through which a cooling coolant flows by machining a plurality of holes.
  • the plurality of refrigerant channels (61a) are arranged near the contact surface (60a) of the cooling member (60) with the power module (56).
  • the main body (61) has a high-temperature refrigerant on the non-contact surface (60b) side of the cooling member (60) with the power module (56) on the basis of the refrigerant flow path (61a).
  • a plurality of high-temperature refrigerant channels (61b) that circulate are formed.
  • the plurality of high-temperature refrigerant channels (61b) are arranged so as to surround the refrigerant channel (61a).
  • Embodiment 4 when a low-temperature refrigerant flows into the refrigerant flow path (61a), the cold heat of the refrigerant is transmitted to the power module (56) via the contact surface (60a). As a result, the temperature rise of the power module (56) that generates heat when energized is suppressed.
  • the non-contact surface (60b) side portion of the refrigerant flow path (61a) of the cooling member (60) is heated by the high-temperature refrigerant flowing through the high-temperature refrigerant flow path (61b). Therefore, the cold heat of the low-temperature refrigerant flowing through the refrigerant flow path (61a) is caused by the high-temperature refrigerant flowing through the high-temperature refrigerant flow path (61b) on the non-contact surface (60b) side of the refrigerant flow path (61a) or the high-temperature refrigerant. It is absorbed by the high-temperature part surrounding the heated refrigerant flow path (61a).
  • the non-contact surface (60b) is heated to a high temperature by the heat of the high-temperature refrigerant flowing through the high-temperature refrigerant flow path (61b).
  • the high temperature refrigerant flow path (61b) through which the high temperature refrigerant flows causes the cold heat of the refrigerant in the refrigerant flow path (61a) to be other than the contact surface (60a) with the power module (56) of the cooling member (60).
  • External transmission from the non-contact surface (60b) is prevented. That is, in the fourth embodiment, the plurality of high-temperature refrigerant channels (61b) constitute blocking means according to the present invention.
  • Embodiment 5 of the Invention is obtained by partially changing the structure inside the main body (61) of the cooling member (60) of the fourth embodiment.
  • a vacuum layer (68) is formed between the refrigerant channel (61a) and the high-temperature refrigerant channel (61b).
  • the vacuum layer (68) is formed so as to surround the outer edge of the power module (56).
  • the non-contact surface (60b) of the cooling member (60) for cooling the cold of the refrigerant. External transmission from is more reliably prevented.
  • the cold heat of the refrigerant in the refrigerant flow path (61a) is not transmitted to the high temperature refrigerant flow path (61b)
  • all the high temperature refrigerant in the high temperature refrigerant flow path (61b) is used for heating near the non-contact surface (60b).
  • the vicinity of the non-contact surface (60b) can be kept at a relatively high temperature.
  • the blocking means according to the present invention is configured by the vacuum layer (68) and the plurality of high-temperature refrigerant flow paths (61b). Thereby, generation
  • the heat insulation layer comprised by the said vacuum layer (68) may be comprised by the air layer. Moreover, it is good also as filling the resin material, urethane, etc. in the space in which the said vacuum layer (68) was formed, and forming a heat insulation layer. Further, the arrangement of the vacuum layer (68) is not limited to the above-described form. For example, one of the high-temperature refrigerant flow paths (61b) may be replaced with the vacuum layer (68).
  • Embodiment 6 of the Invention As shown in FIG. 13, the sixth embodiment is obtained by changing the structure of the cooling member (60) of the first embodiment.
  • the cooling member (60) is composed of a main body (61) similar to that of the third embodiment, which is made of a metal material having a high thermal conductivity such as aluminum, and the power module (56) of the main body (61). And a heat insulating layer (65) covering a non-contact surface other than the contact surface.
  • the heat insulation layer (65) is formed, for example, by insert molding a resin material having heat insulation around the main body (61).
  • a fixed throttle (81) as a decompression mechanism that depressurizes the high-temperature refrigerant in the refrigerant circuit (20) to generate a low-temperature refrigerant for cooling.
  • the fixed throttle (81) is provided inside the heat insulating layer (65).
  • the inlet side pipe (82) and the outlet side are arranged so that heat is exchanged between the refrigerant after cooling the power module (56) and the refrigerant upstream of the fixed throttle (81).
  • the pipe (83) is in contact with the heat exchanger.
  • the fixed throttle (81) is formed in the inlet side pipe (82) of the main body (61), and the part upstream of the fixed throttle (81) of the inlet side pipe (82) and the main body In a state where the outlet side pipe (83) of the section (61) is in contact with the heat exchangeable part, the fixed throttle (81), the heat exchange part (84) (the inlet side pipe (82) and the outlet side pipe (83) And a non-contact surface other than the contact surface between the main body portion (61) and the power module (56).
  • the resin material is formed by insert molding.
  • a fixed throttle (81) as a pressure reducing mechanism for generating a low-temperature refrigerant is provided inside the cooling member (60) so that the high-temperature refrigerant flows in the vicinity of the refrigerant inlet of the cooling member (60).
  • heat exchange is performed between the low-temperature refrigerant after cooling the power module (56) and the high-temperature refrigerant upstream of the fixed throttle (81) in the cooling member (60).
  • the fixed throttle (81) and the main body portion (81) are formed in a state where the fixed throttle (81) is formed in the inlet side pipe (82) of the main body portion (61).
  • the resin material is formed by insert molding so that the non-contact surface other than the contact surface with the power module (56) of 61) is covered. That is, as in the sixth embodiment, the upstream portion of the inlet side pipe (82) with respect to the fixed throttle (81) and the outlet side pipe of the main body (61) are not in contact with each other so as to allow heat exchange.
  • a heat insulation pipe (85) is connected to the refrigerant outlet of the main body (61).
  • the cooling refrigerant after cooling the power module (56) inside the cooling member (60) flows into the heat insulating pipe (85) from the refrigerant outlet of the cooling member (60).
  • the heat insulating pipe since the cold heat of the cooling refrigerant is not transmitted to the outside, the generation of condensed water near the refrigerant outlet of the cooling member (60) is suppressed.
  • the air conditioner (10) is used as a refrigeration apparatus that performs a refrigeration cycle.
  • a refrigeration apparatus that performs a refrigeration cycle for example, a heat pump chiller unit, a water heater, a refrigerator that cools the inside of a refrigerator or a freezer, and the like may be used.
  • the configuration in which only the power module (56, 56) according to the present invention can be cooled by the cooling member (60) has been described.
  • the condenser (57) may be replaced by the cooling member (60). You may enable it to cool a capacitor
  • the application of the cooling member according to the present invention is not limited to cooling the power module (56) of the compressor (30).
  • a power module of a CPU central processing unit
  • the present invention is useful for a refrigeration apparatus that cools a power module with a cooling member.
  • Air conditioner (refrigeration equipment) 20 Refrigerant circuit 30 Compressor 50 Inverter control panel 56 Power module (electronic components, power module) 57 Capacitor (electronic component) 59 Reactor (electronic parts) 60 Cooling member 61 Body 62 Refrigerant pipe 65 Heat insulation layer 66 Heat insulation layer

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Abstract

 圧縮機(30)が接続されて冷凍サイクルを行う冷媒回路(20)と、パワーモジュール(56)を含む電子部品(56,57,59)と、内部に冷媒回路(20)の冷媒が流通すると共に該冷媒によって前記パワーモジュール(56)が冷却されるようにパワーモジュール(56)に接触する冷却用部材(60)とを備えた冷凍装置を前提とする。この冷凍装置(10)の冷却用部材(60)に、内部を流れる冷媒の冷熱が少なくともパワーモジュール(56)との接触面(60a)以外の非接触面(60b)から外部伝達することを阻止する断熱層(65)を設ける。

Description

冷凍装置
  本発明は、冷凍サイクルを行う冷凍装置に関し、特に冷却用部材によってパワーモジュールを冷却する冷凍装置に関するものである。
  従来より、圧縮機へ電力を供給する電源のパワーモジュールを冷媒によって冷却する冷凍装置が知られている。例えば、特許文献1には、冷媒が流れる銅製の冷媒管と、アルミニウム等の熱伝導率の高い金属からなり冷媒管が埋設された平板状の本体部とを備えた冷却用部材が開示されている。
  前記冷却用部材では、本体部をパワーモジュールと熱的に接触させ、パワーモジュールの熱を本体部を介して冷媒管を流れる冷媒に付与することで、パワーモジュールを冷却できるようになっている。
特許第3641422号公報
  ところで、パワーモジュール等の電子部品は、制御盤等の箱体に収容されるのが一般的である。このような構成において、箱体内のパワーモジュール等を上述した冷却用部材で冷却しようとする場合、箱体内では、冷却用部材の周囲の温度が低下し易くなる。その結果、この本体部の周囲では、空気中の水分が凝縮して結露水が発生してしまう。このようにして発生した結露水が、パワーモジュールや他の電子部品(例えばコンデンサやリアクトル等)に付着すると、これらの電子部品が故障してしまうおそれがある。
  本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、パワーモジュール等を冷却する冷却用部材を備えた冷凍装置において、結露水の発生を抑えて電子部品に結露水が付着しないようにすることにある。
  本発明は、圧縮機(30)が接続されて冷凍サイクルを行う冷媒回路(20)と、パワーモジュール(56)を含む電子部品(56,57,59)と、内部に前記冷媒回路(20)の冷媒が流通すると共に該冷媒によって前記パワーモジュール(56)が冷却されるように前記パワーモジュール(56)に接触する冷却用部材(60)とを備えた冷凍装置を対象とし、次のような解決手段を講じた。
  すなわち、第1の発明は、前記冷却用部材(60)は、内部を流れる冷媒の冷熱が少なくとも前記パワーモジュール(56)との接触面(60a)以外の非接触面(60b)から外部伝達することを阻止する阻止手段を備えている。
  第1の発明では、圧縮機(30)によって圧縮された冷媒が冷媒回路(20)を循環することで、冷凍サイクルが行われる。冷却用部材(60)は、冷媒回路(20)の冷媒を利用してパワーモジュール(56)を冷却する。具体的に、冷却用部材(60)では、本体部(61)の内部に冷媒が流れる。パワーモジュール(56)の熱は、本体部(61)を介して該本体部(61)の内部を流れる冷媒へ伝達される。これにより、パワーモジュール(56)が冷却される。
  ここで、冷却用部材(60)とパワーモジュール(56)との接触面(60a)には外部の空気が流通しないため、冷媒の冷熱が伝達されても結露するおそれがなく、冷熱が伝達されることによってパワーモジュール(56)が冷却される。一方、冷却用部材(60)とパワーモジュール(56)との接触面(60a)以外の非接触面(60b)から冷媒の冷熱が伝達されると、周囲の空気が冷却されて結露水が発生するおそれがある。
  第1の発明では、冷却用部材(60)は、内部を流れる冷媒の冷熱がパワーモジュール(56)との接触面(60a)以外の非接触面(60b)から外部伝達することを阻止する阻止手段を備えている。そのため、冷却用部材(60)の内部に冷媒が流れてパワーモジュール(56)が冷却される際に、冷却用部材(60)のパワーモジュール(56)との接触面(60a)以外の非接触面(60b)から冷媒の冷熱が伝達されないため、冷却用部材(60)の周囲の空気が冷やされることが抑制される。これにより、冷却用部材(60)の周囲において結露水が発生しなくなり、この結露水が電子部品(56,57,59)の方へ流れてしまうことが抑制される。
  第2の発明は、前記冷却用部材(60)は、内部に前記パワーモジュール(56)を冷却するための冷却用冷媒が流通すると共に前記パワーモジュール(56)に接触する本体部(61)を備え、前記阻止手段は、前記本体部(61)の前記パワーモジュール(56)との接触面(61s)以外の非接触面を覆う断熱層(65)によって構成されている。
  第2の発明では、冷却用部材(60)の本体部(61)の内部に冷媒が流れてパワーモジュール(56)が冷却される際に、断熱層(65)によって冷却用冷媒の冷熱が本体部(61)のパワーモジュール(56)との接触面(61s)以外の非接触面から外部伝達することが阻止される。つまり、断熱層(65)によって、冷却用冷媒の冷熱が少なくとも冷却用部材(60)のパワーモジュール(56)との接触面(60a)以外の非接触面から外部伝達することが阻止される。
  第3の発明は、第1の発明において、前記阻止手段は、前記冷却用部材(60)の前記冷却用冷媒が流れる冷却冷媒流路(61a)の前記非接触面(60b)側に形成された高温冷媒が流通する高温冷媒流路(61b)を備えている。
  第3の発明では、冷却用部材(60)の冷却冷媒流路(61a)の前記非接触面(60b)側の部分は、高温冷媒流路(61b)を流れる高温冷媒によって加熱される。そのため、冷却冷媒流路(61a)を流れる冷却用冷媒の冷熱は、冷却冷媒流路(61a)の前記非接触面(60b)側の高温冷媒流路(61b)を流通する高温冷媒又は該高温冷媒によって加熱された高温部分に吸収される。これにより、冷却用冷媒の冷熱が冷却用部材(60)のパワーモジュール(56)との接触面(60a)以外の非接触面(60b)から外部伝達することが阻止されると共に、非接触面(60b)は、高温冷媒流路(61b)を流通する高温冷媒の温熱によって加熱されて高温になる。これにより、冷却用部材(60)の周囲における結露水の発生が抑制される。
  第4の発明は、第3の発明において、前記阻止手段は、前記冷却冷媒流路(61a)と前記高温冷媒流路(61b)との間に形成された断熱層(68)を有している。
  第4の発明では、冷却冷媒流路(61a)を流れる冷却用冷媒の冷熱は、断熱層(68)によって遮断されるため、冷却用部材(60)の前記非接触面(60b)からの外部伝達がより確実に阻止される。また、冷却用冷媒の冷熱が高温冷媒流路(61b)に伝達されないため、高温冷媒流路(61b)の高温冷媒の温熱が全て非接触面(60b)付近の加熱に用いられて非接触面(60b)付近が高温となる。よって、冷却用部材(60)の周囲における結露水の発生が抑制される。
  第5の発明は、第4の発明において、前記断熱層(68)は、真空層又は空気層によって構成されている。
  第5の発明では、真空層又は空気層によって容易に断熱層(68)が形成される。
  第6の発明は、第1乃至第5のいずれか1つの発明において、前記冷却用部材(60)の内部には、前記冷媒回路(20)の冷媒を減圧して前記冷却用冷媒を生成する減圧機構(81)が設けられている。
  第6の発明では、低温の冷却用冷媒を生成する減圧機構(81)が冷却用部材(60)の内部に設けられている。そのため、冷却用部材(60)の冷媒入口に供給された高温冷媒が冷却用部材(60)の内部の減圧機構(81)によって減圧されて低温の冷却用冷媒となる。これにより、冷却用部材(60)の冷媒入口には高温冷媒が流れることとなるため、冷却用部材(60)の冷媒入口の周囲における結露水の発生が抑制される。
  第7の発明は、第6の発明において、前記冷却用部材(60)は、内部において前記パワーモジュール(56)を冷却した後の前記冷却用冷媒が前記減圧機構(81)よりも上流側の冷媒と熱交換するように構成されている。
  第7の発明では、冷却用部材(60)の内部において、パワーモジュール(56)を冷却した後の冷却用冷媒が減圧機構(81)の上流側の高温の冷媒と熱交換することによって加熱される。よって、冷却用部材(60)から流出する冷媒の温度が高くなる。これにより、冷却用部材(60)の冷媒出口には高温冷媒によって加熱された冷媒が流れることとなるため、冷却用部材(60)の冷媒出口の周囲における結露水の発生が抑制される。
  第8の発明は、第6の発明において、前記冷却用部材(60)の冷媒出口には、断熱パイプ(85)が接続されている。
  第8の発明では、冷却用部材(60)の内部においてパワーモジュール(56)を冷却した後の冷却用冷媒は、冷却用部材(60)の冷媒出口から断熱パイプ(85)に流入する。断熱パイプ(85)では、冷却用冷媒の冷熱が外部へ伝達されないため、冷却用部材(60)の冷媒出口付近における結露水の発生が抑制される。
  第9の発明は、第1乃至第8のいずれか1つの発明において、前記阻止手段は、冷却用部材(60)の内部を流れる冷媒の冷熱が該冷却用部材(60)の前記パワーモジュール(56)との接触面(60a)の外縁部から外部伝達することを阻止するように構成されている。
  ところで、通常、パワーモジュール(56)の外縁部は、通電によって発熱する部分から離れているため、冷却しても発熱部分の冷却に寄与しないばかりか、冷却されると温度が周辺の空気温度よりも低下して周囲において結露水が発生するおそれがある。
  第9発明では、冷却用部材(60)の内部に冷媒が流れてパワーモジュール(56)が冷却される際であっても、阻止手段によって冷却用部材(60)のパワーモジュール(56)との接触面(60a)の外縁部から冷媒の冷熱が外部に伝達されない。また、パワーモジュール(56)の発熱部分において発生した熱によって温度の低下が抑制される。これにより、パワーモジュール(56)の冷却用部材(60)との接触面の外縁部の周囲の空気が冷やされることが抑制され、冷却用部材(60)の周囲において結露水が発生しなくなり、この結露水が電子部品(56,57,59)の方へ流れてしまうことが抑制される。
  第10の発明は、第9の発明において、前記阻止手段は、前記冷却用部材(60)の内部を流れる冷媒の冷熱を前記パワーモジュール(56)に伝達する熱伝達面の面積が、前記パワーモジュール(56)の前記冷却用部材(60)に対応する面の面積よりも小さくなるように構成されている。
  第10発明では、冷却用部材(60)の内部を流通する冷媒の冷熱が伝達される部分がパワーモジュール(56)よりも小さくなる。これにより、パワーモジュール(56)の冷却が必要な発熱部分を集中的に冷却すると共に、冷却が不要な発熱部分から離れた箇所が冷却されなくなる。
  第11の発明は、第1乃至10のいずれか1つの発明において、前記パワーモジュール(56)の表面であって前記冷却用部材(60)との接触面以外の非接触面は、断熱層(66)によって覆われている。
  第11の発明では、冷却用部材(60)の内部を流れる冷媒によってパワーモジュール(56)が強力に冷却されるような場合であっても、パワーモジュール(56)の非接触面を断熱層(66)によって覆うことにより、パワーモジュール(56)の周囲の空気が冷やされることが抑制される。これにより、パワーモジュール(56)の表面における結露水の発生が抑制される。
  第12の発明は、第2又は第4の発明において、前記断熱層(65,68)は、インサート成形された断熱性を有する樹脂材料で構成されている。
  第12の発明では、インサート成形された断熱性を有する樹脂材料で断熱層(65,68)が構成される。このような構成とすれば、インサート成形によって、断熱性能に優れた断熱層(65,68)が簡単に形成される。
  第13の発明は、第2、第4及び第11のいずれか1つの発明において、前記断熱層(65,66,68)は、ウレタンを吹き付けることによって構成されている。
  第13の発明では、ウレタンを吹き付けることによって断熱層(65,66,68)が構成される。このような構成とすれば、ウレタンを吹き付けるだけで、断熱性能に優れた断熱層(65,66,68)が容易に形成される。
  本発明によれば、冷却用部材(60)の内部を流れる冷媒によってパワーモジュール(56)を冷却する際に、阻止手段によって冷媒の冷熱がパワーモジュール(56)との接触面(60a)以外の非接触面(60b)から外部伝達することを阻止することにより、冷却用部材(60)の周囲の空気が内部を流通する冷媒の冷熱によって冷却されることを阻止することができる。これにより、冷却用部材(60)の周囲において結露水が発生しなくなり、この結露水が電子部品(56,57,59)の方へ流れてしまうことが抑制される。従って、電子部品(56,57,59)の故障を回避できる。
  第2の発明によれば、上記断熱層(65)によって、冷却用部材(60)の内部を流れる冷媒の冷熱がパワーモジュール(56)との接触面(60a)以外の非接触面(60b)から外部伝達することを阻止する阻止手段を容易に構成することができる。
  また、第3乃至第5の発明によれば、冷却用部材(60)の内部を流れる冷媒の冷熱がパワーモジュール(56)との接触面(60a)以外の非接触面(60b)から外部伝達することを阻止する阻止手段を容易に構成することができる。
  特に、第4及び第5の発明によれば、冷却冷媒流路(61a)を流れる冷却用冷媒の冷熱が断熱層(68)によって遮断されるため、冷却用部材(60)の前記非接触面(60b)からの外部伝達をより確実に阻止することができる。また、冷却用冷媒の冷熱が高温冷媒流路(61b)に伝達されないため、高温冷媒流路(61b)の高温冷媒の温熱が全て非接触面(60b)付近の加熱に用いられて非接触面(60b)付近を比較的高い温度に保つことができる。よって、冷却用部材(60)の周囲における結露水の発生を抑制することができ、パワーモジュール(56)の故障を回避することができる。
  また、第6の発明によれば、低温の冷却用冷媒を生成する減圧機構(81)を冷却用部材(60)の内部に設けて冷却用部材(60)の冷媒入口付近に高温冷媒が流れるように構成することにより、冷却用部材(60)の冷媒入口周辺における結露水の発生を抑制することができる。従って、パワーモジュール(56)の故障を回避することができる。
  また、第7の発明によれば、冷却用部材(60)の内部において、パワーモジュール(56)を冷却した後の冷却用冷媒と減圧機構(81)の上流側の高温の冷媒とを熱交換させて冷却用部材(60)から流出する冷媒の温度を上昇させることにより、冷却用部材(60)の冷媒出口周辺における結露水の発生を抑制することができる。従って、パワーモジュール(56)の故障を回避することができる。
  また、第8の発明によれば、容易な構成によって冷却用部材(60)の冷媒出口付近における結露水の発生を抑制することができる。
  また、第9の発明によれば、冷媒の冷熱が冷却用部材(60)のパワーモジュール(56)との接触面(60a)の外縁部から外部に伝達されないように阻止手段を構成することにより、パワーモジュール(56)の冷却用部材(60)との接触面の外縁部の周囲の空気が冷却されることを抑制することができる。また、パワーモジュール(56)の発熱部分において発生した熱により、パワーモジュール(56)の冷却用部材(60)との接触面の外縁部の温度が低下することが抑制されるため、冷却用部材(60)の周囲において結露水の発生を抑制することができる。従って、パワーモジュール(56)の故障を回避することができる。
  第10の発明によれば、冷却用部材(60)の内部を流通する冷媒の冷熱が伝達される部分がパワーモジュール(56)よりも小さく形成されることにより、パワーモジュール(56)の冷却が必要な発熱部分を集中的に冷却することができる一方、冷却が不要な発熱部分から離れた箇所が冷却されて結露水が発生することを回避することができる。
  また、第11の発明によれば、パワーモジュール(56)の表面であって冷却用部材(60)との接触面以外の非接触面を断熱層(66)によって覆うこととした。そのため、冷却用部材(60)の内部を流れる冷媒によってパワーモジュール(56)が強力に冷却されるような場合であっても、パワーモジュール(56)の周囲の空気が冷やされることが抑制される。これにより、パワーモジュール(56)の表面における結露水の発生を抑制することができる。よって、パワーモジュール(56)及び他の電子部品(57,59)の故障を回避できる。
  また、第12の発明によれば、インサート成形により、断熱性能に優れた断熱層(65,66,68)を容易に形成することができる。
  また、第13の発明によれば、ウレタンを吹き付けるだけで、断熱性能に優れた断熱層(65,66,68)を容易に形成することができる。
図1は、本発明の実施形態1に係る空調機の概略構成を示す冷媒回路図である。 図2は、インバータ制御盤の内部構造を示す縦断面図である。 図3は、冷却用部材の概略構成を示す斜視図である。 図4は、実施形態2に係る空調機のインバータ制御盤の内部構造を示す縦断面図である。 図5は、実施形態3に係る空調機のインバータ制御盤の内部構造を示す縦断面図である。 図6は、図5の仕切板の内部の概略構成を示す縦断面図である。 図7は、図5の冷却用部材を拡大して示す断面図である。 図8(A),(B)は、共に実施形態3の冷却用部材によるパワーモジュール冷却時における温度分布を示す図であり、図8(A)は本体部の接触面がパワーモジュールよりも大きい場合を示し、図8(B)は本体部の接触面がパワーモジュールよりも小さい場合を示している。 図9は、実施形態3の変形例1に係る冷却用部材を拡大して示す断面図である。 図10は、実施形態3の変形例2に係る冷却用部材の本体部の接触面とパワーモジュールとを拡大して示す平面図である。 図11は、実施形態4に係る冷却用部材を拡大して示す断面図である。 図12は、実施形態5に係る冷却用部材を拡大して示す断面図である。 図13は、実施形態6に係る冷却用部材を拡大して示す断面図である。 図14は、実施形態6の変形例に係る冷却用部材を拡大して示す断面図である。
  以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
  《発明の実施形態1》
  〈空調機の全体構成〉
  図1は、本発明の実施形態1に係る空調機の概略構成を示す冷媒回路図である。図1に示すように、この空調機(10)は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷凍装置によって構成されており、屋外に設置される室外ユニット(11)と、屋内に設置される室内ユニット(12)とを1つずつ備えている。室外ユニット(11)には、室外回路(21)が収容されている。室内ユニット(12)には、室内回路(22)が収容されている。この空調機(10)では、室外回路(21)と室内回路(22)を一対の連絡配管(23,24)で接続することによって冷媒回路(20)が形成されている。
  前記室外回路(21)には、圧縮機(30)と、四方切換弁(41)と、室外熱交換器(42)と、冷却用部材(60)と、膨張弁(43)とが設けられている。なお、冷却用部材(60)については後述する。
  前記圧縮機(30)は、その吐出側が四方切換弁(41)の第1のポートに接続され、その吸入側がアキュームレータ(34)を介して四方切換弁(41)の第2のポートに接続されている。四方切換弁(41)は、その第3のポートが室外熱交換器(42)の一端に接続され、その第4のポートがガス側閉鎖弁(44)に接続されている。室外熱交換器(42)の他端は、冷却用部材(60)を介して膨張弁(43)の一端に接続されている。膨張弁(43)の他端は、液側閉鎖弁(45)に接続されている。
  前記室内回路(22)には、室内熱交換器(46)が設けられている。室内回路(22)は、そのガス側の端部がガス側連絡配管(23)を介してガス側閉鎖弁(44)に接続され、その液側の端部が液側連絡配管(24)を介して液側閉鎖弁(45)に接続されている。
  前記圧縮機(30)は、いわゆる全密閉型圧縮機である。つまり、圧縮機(30)では、冷媒を圧縮する圧縮機構(32)と、圧縮機構(32)を回転駆動するための電動機(33)とが、1つのケーシング(31)内に収容されている。四方切換弁(41)は、第1のポートと第3のポートが連通し且つ第2のポートと第4のポートが連通する第1状態(図1に実線で示す状態)と、第1のポートと第4のポートが連通し且つ第2のポートと第3のポートが連通する第2状態(図1に破線で示す状態)とに切り換わる。膨張弁(43)は、弁体がパルスモータによって駆動される開度可変の電動膨張弁である。
  前記室外熱交換器(42)及び室内熱交換器(46)は、何れも冷媒を空気と熱交換させるためのフィン・アンド・チューブ型熱交換器である。室外熱交換器(42)は、室外空気と冷媒を熱交換させる。室外ユニット(11)には、室外熱交換器(42)へ室外空気を送るための室外ファン(13)が設けられている。室内熱交換器(46)は、室内空気と冷媒を熱交換させる。室内ユニット(12)には、室内熱交換器(46)へ室内空気を送るための室内ファン(14)が設けられている。
  前記空調機(10)は、箱状のインバータ制御盤(50)と、インバータ制御盤(50)の内部に収容されるインバータ装置(55)とを有している。インバータ装置(55)は、圧縮機(30)の電源回路を構成している。具体的に、インバータ装置(55)は、商用電源から供給された交流の周波数をコントローラ(図示省略)からの指令値に変換し、周波数を変換した交流を圧縮機(30)の電動機(33)へ供給するための電源回路を構成している。
  〈インバータ制御盤の内部の構造〉
  次に、前記インバータ制御盤(50)の内部の構造について、図2を参照しながら詳細に説明する。インバータ制御盤(50)は、縦長の直方体状の箱体で構成されている。インバータ制御盤(50)には、前側(図2における左側)に開閉自在な扉(51)が形成され、後側(図2における右側)に取付板(52)が形成されている。
  前記インバータ制御盤(50)には、上述したインバータ装置(55)及び冷却用部材(60)が収容されている。
  前記インバータ装置(55)は、複数の電子部品により構成されている。具体的に、本実施形態1では、これらの電子部品としてパワーモジュール(56)と、コンデンサ(57)と、リアクトル(59)とが設けられている。パワーモジュール(56)は、稼動時に発熱するIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)チップを備えたIGBTモジュールによって構成されている。パワーモジュール(56)は、配線基板(58)上に搭載されている。コンデンサ(57)は、後述する第1空間(S1)における上方寄りに配設されている。リアクトル(59)は、インバータ制御盤(50)の底部に設置されている。
  前記冷却用部材(60)は、本体部(61)と冷媒管(62)とを備えている。本体部(61)は、アルミニウム等の熱伝導率の高い金属材料で構成されている。本体部(61)は、前後に扁平な直方体形状の基部と、該基部から僅かに隆起した隆起部とを有している。本体部(61)は、隆起部を介してパワーモジュール(56)との間で熱交換を行うように、隆起部の端面がパワーモジュール(56)に接触するように設けられている。なお、隆起部の端面が、本発明に係る本体部(61)の表面のうちのパワーモジュール(56)との接触面(61s)を構成する。また、本実施形態1では、隆起部の端面は、冷却用部材(60)のパワーモジュール(56)との接触面(60a)を構成する。
  前記冷媒管(62)は、本体部(61)に埋設されており、内部に冷媒が流れる冷媒流路を形成している。冷媒管(62)は、銅等の熱伝導率の高い金属材料で構成されている。図3に示すように、冷媒管(62)は、4つの直管部(63)と、各直管部(63)を直列に繋ぐための3つのU字管部(64)とを有している。なお、直管部(63)及びU字管部(64)の数は単なる例示であり、これより少なくても多くてもよい。直管部(63)は、本体部(61)の前後の面に平行となるように、本体部(61)を貫通している。U字管部(64)は、本体部(61)の長手方向の両端側に位置し、上下に隣り合う2つの直管部(63)を互いに連結している。また、複数の直管部(63)のうち最も上側の直管部(63)の端部(63a)と、最も下側の直管部(63)の端部(63b)とは、いずれか一方が冷媒の流入部を構成し、他方が冷媒の流出部を構成している。
  図2に示すように、冷却用部材(60)は、前記本体部(61)の表面に形成された断熱層(65)を備えている。この断熱層(65)は、例えば、本体部(61)の周囲に断熱性を有する樹脂材料をインサート成形することにより形成され、パワーモジュール(56)と本体部(61)との接触面(61s)を除いた本体部(61)の表面を覆っている。つまり、断熱層(65)は、本体部(61)の表面であってパワーモジュール(56)との接触面(61s)以外の非接触面を覆っている。
  なお、本体部(61)の表面にウレタンを吹き付けることにより、断熱層(65)を形成するようにしてもよい。また、中空の断熱材を用いて断熱層(65)を形成するようにしてもよい。
  このような構成とすれば、冷却用部材(60)の内部に冷媒を流してパワーモジュール(56)を冷却する際に、冷却用部材(60)の内部を流れる冷媒の冷熱が冷却用部材(60)のパワーモジュール(56)との接触面(60a)(本実施形態1では本体部(61)のパワーモジュール(56)との接触面(61s))以外の非接触面(60b)から外部伝達することを阻止することができる。つまり、断熱層(65)は、本発明に係る阻止手段を構成し、冷却用部材(60)の周囲の空気が冷やされることを阻止することができる。これにより、冷却用部材(60)の周囲において結露水が発生しなくなり、この結露水が電子部品(56,57,59)の方へ流れてしまうことが抑制される。従って、電子部品(56,57,59)の故障を回避できる。
  前記インバータ制御盤(50)の内部空間は、仕切板(71)によって概ね2つの空間(第1空間(S1)と第2空間(S2))に仕切られている。仕切板(71)は、上下に延びる平板状に形成され熱伝導率が低く断熱性を有する合成樹脂材料で構成されている。仕切板(71)の略中央には、厚さ方向に貫通する矩形状の開口(71a)が形成されている。
  前記仕切板(71)の開口(71a)は、前記冷却用部材(60)により閉塞されている。具体的に、開口(71a)は、冷却用部材(60)よりも縦及び横のいずれの長さもが短くなるように形成されている。冷却用部材(60)は、仕切板(71)の厚さ方向の両端面のうち取付板(52)側の面における開口(71a)の外周縁部(71b)に支持されている。これにより、冷却用部材(60)は、第2空間(S2)側から開口(71a)を完全に覆っている。
  前記パワーモジュール(56)は、第1空間(S1)において、本体部(61)の前面(隆起部の端面)と接触するように冷却用部材(60)に固定されている。また、コンデンサ(57)は、第1空間(S1)における上方寄りに配設されている。
  以上のようにして、パワーモジュール(56)と冷却用部材(60)の本体部(61)とは、該本体部(61)に埋設された冷媒管(62)の内部を流れる冷媒とパワーモジュール(56)との間で熱交換が可能となるように接触している。言い換えると、本体部(61)は、内部を流れる冷媒によってパワーモジュール(56)が冷却されるように該パワーモジュール(56)と接触している。これにより、冷却用部材(60)は、パワーモジュール(56)を冷媒によって冷却するように構成されている。
  -運転動作-
  次に、本実施形態1の空調機(10)の運転動作について説明する。本実施形態1の空調機(10)は、冷房動作と暖房動作とを選択的に行う。
  〈冷房動作〉
  まず、冷房動作について説明する。冷房動作中の空調機(10)では、四方切換弁(41)が第1状態(図1に実線で示す状態)に設定され、室外ファン(13)と室内ファン(14)とが運転される。そして、冷房動作中の冷媒回路(20)では、室外熱交換器(42)が凝縮器となって室内熱交換器(46)が蒸発器となる冷凍サイクルが行われる。
  冷房動作中の冷媒回路(20)において、圧縮機(30)から吐出された冷媒は、四方切換弁(41)を通って室外熱交換器(42)へ流入し、室外空気へ放熱して凝縮する。室外熱交換器(42)において凝縮した冷媒は、冷却用部材(60)の冷媒管(62)へ流入する。
  前記パワーモジュール(56)では、通電に伴って熱が発生する。ここで、冷却用部材(60)の冷媒管(62)には、室外熱交換器(42)において凝縮した冷媒が流れている。このため、パワーモジュール(56)で発生した熱は、本体部(61)、冷媒管(62)を順に伝わり、冷媒管(62)を流れる冷媒に付与される。その結果、パワーモジュール(56)の温度上昇が抑制される。
  前記冷却用部材(60)の冷媒管(62)を流出した冷媒は、膨張弁(43)を通過する際に減圧された後に室内熱交換器(46)へ流入する。室内熱交換器(46)では、冷媒が室内空気から吸熱して蒸発する。これにより、室内空気が冷却される。室内熱交換器(46)で蒸発した冷媒は、四方切換弁(41)とアキュームレータ(34)とを順に通過し、その後に圧縮機(30)へ吸入されて圧縮される。
  〈暖房動作〉
  次に、暖房動作について説明する。暖房動作中の空調機(10)では、四方切換弁(41)が第2状態(図1に破線で示す状態)に設定され、室外ファン(13)と室内ファン(14)とが運転される。そして、暖房動作中の冷媒回路(20)では、室内熱交換器(46)が凝縮器となって室外熱交換器(42)が蒸発器となる冷凍サイクルが行われる。暖房動作中の冷媒回路(20)において、冷却用部材(60)は、膨張弁(43)と蒸発器である室外熱交換器(42)との間に位置している。
  暖房動作中の冷媒回路(20)において、圧縮機(30)から吐出された冷媒は、四方切換弁(41)を通って室内熱交換器(46)へ流入する。室内熱交換器(46)では、冷媒が室内空気へ放熱して凝縮する。その結果、室内空気が加熱される。室内熱交換器(46)で凝縮した冷媒は、膨張弁(43)を通過する際に減圧された後に冷却用部材(60)の冷媒管(62)へ流入する。
  前記パワーモジュール(56)では、通電に伴って熱が発生する。ここで、冷却用部材(60)の冷媒管(62)には、膨張弁(43)で減圧された後の冷媒が流れている。このため、パワーモジュール(56)で発生した熱は、本体部(61)、冷媒管(62)を順に伝わり、冷媒管(62)を流れる冷媒に付与される。その結果、パワーモジュール(56)の温度上昇が抑制される。
  前記冷却用部材(60)の冷媒管(62)を流出した冷媒は、室外熱交換器(42)へ流入し、室外空気から吸熱して蒸発する。室外熱交換器(42)で蒸発した冷媒は、四方切換弁(41)とアキュームレータ(34)とを順に通過し、その後に圧縮機(30)へ吸入されて圧縮される。
  -実施形態1の効果-
  以上のように、本実施形態1に係る空調機(10)では、冷却用部材(60)の内部を流れる冷媒によってパワーモジュール(56)を冷却する際に、断熱層(65)によって冷媒の冷熱が冷却用部材(60)のパワーモジュール(56)との接触面(60a)以外の非接触面(60b)から外部伝達することを阻止することにより、冷却用部材(60)の周囲の空気が内部を流通する冷媒の冷熱によって冷却されることを阻止することができる。これにより、冷却用部材(60)の周囲において結露水が発生しなくなり、この結露水が電子部品(56,57,59)の方へ流れてしまうことが抑制される。従って、電子部品(56,57,59)の故障を回避でき、空調機(10)の信頼性を確保できる。
  具体的に、冷却用部材(60)が上記断熱層(65)を有していない場合、上述した空調機(10)の運転時において、冷却用部材(60)の冷媒管(62)内に冷媒が流れ始めると、冷却用部材(60)の周囲の空気が急激に冷やされる。このため、この空気中の水分が凝縮して結露水が発生してしまうことがある。この結露水がパワーモジュール(56)やコンデンサ(57)等の電子部品に付着すると、この電子部品が故障してしまうおそれがある。
  これに対し、本発明では、冷却用部材(60)の冷媒管(62)を冷媒が流れると、この冷媒によりパワーモジュール(56)が冷やされる一方、断熱層(65)により冷却用部材(60)の内部を流れる冷媒の冷熱が冷却用部材(60)から周囲に対して伝達されることが抑制される。これにより、冷却用部材(60)の周囲の空気が冷やされることが抑制され、冷却用部材(60)の周囲において結露水が発生しなくなる。これにより、第2空間(S2)で結露水が発生して第1空間(S1)側の電子部品(56,57)側へ送られてしまったり、冷却用部材(60)の表面を伝って下方に落下することが抑制される。従って、電子部品(56,57,59)に水が付着して故障してしまうことを回避できる。
  また、本実施形態1によれば、前記本体部(61)の表面であって前記パワーモジュール(56)との接触面(61s)以外の非接触面を覆う断熱層(65)により、冷却用部材(60)の内部を流れる冷媒の冷熱が冷却用部材(60)のパワーモジュール(56)との接触面(60a)以外の非接触面(60b)から外部伝達することを阻止する本発明に係る阻止手段を容易に構成することができる。つまり、容易な構成によって、冷却用部材(60)の周囲の空気が内部を流通する冷媒の冷熱によって冷却されることを阻止することができる。
  《発明の実施形態2》
  図4に示すように、実施形態2は、実施形態1のインバータ制御盤(50)の内部の構造を一部変更したものである。
  具体的には、実施形態2では、パワーモジュール(56)の表面にも、断熱層(66)が形成されている。より具体的には、断熱層(66)は、パワーモジュール(56)の表面であって、冷却用部材(60)との接触面以外の非接触面に形成されている。断熱層(66)は、本体部(61)の非接触面を覆う断熱層(65)と同様に、断熱性を有する樹脂材料をインサート成型することによって形成されている。
  このように構成することにより、例えば、暖房運転の際のように、冷却用部材(60)の本体部(61)の内部を流れる冷媒の温度が低く、該冷媒によってパワーモジュール(56)が強力に冷却されるような場合であっても、断熱層(66)によってパワーモジュール(56)の周囲の空気が冷やされることが抑制される。これにより、パワーモジュール(56)の表面における結露水の発生を抑制することができる。よって、パワーモジュール(56)及び他の電子部品(57,59)の故障を回避できる。
  また、このように構成することにより、本体部(61)とパワーモジュール(56)との全体が、断熱材によって覆われることとなる。つまり、本体部(61)とパワーモジュール(56)とが組付けられた状態で、全体が断熱層(65,66)によって覆われ、露出部分がなくなる。これにより、本体部(61)及びパワーモジュール(56)の周囲における結露の発生を確実に抑制することができる。よって、パワーモジュール(56)及び他の電子部品(57,59)の故障を回避できる。
  なお、断熱層(66)は、パワーモジュール(56)のケースの表面にウレタン等を吹き付けることによって断熱層を形成するようにしてもよい。
  《発明の実施形態3》
  図5、図6に示すように、実施形態3では、工場等の大規模な施設において用いられる大型の空調機を対象としている。実施形態3では、インバータ制御盤(50)の内部の構造が実施形態1と一部異なる。
  具体的には、インバータ制御盤(50)は、奥行が30インチ、高さが90インチ程度の直方体形状に形成されている。インバータ制御盤(50)には、後側(図5における右側)に開閉自在な扉(51)を有し、前側(図5における左側)に取付板(52)を有している。図示を省略するが、インバータ制御盤(50)には、外気の取入口と、排気口と、内部空間において取入口から排気口への空気流れを形成して換気を行うファンとが設けられている。
  また、実施形態3では、仕切板(71)が一面が開口する箱状に形成され、取付板(52)によって開口面が閉塞されるように取付板(52)に取り付けられている。このような仕切板(71)により、インバータ制御盤(50)の内部空間は、2つの空間(第1空間(S1)と第2空間(S2))に仕切られ、仕切板(71)と取付板(52)との間に形成される第2空間(S2)は、閉塞空間となる。そして、インバータ装置(55)は、第2空間(S2)内に配設されている。また、実施形態3では、リアクトル(59)は第1空間(S1)の底部に設置されている。
  また、仕切板(71)は、背面(図5における右端面)の下部に矩形の開口(71a)が形成されている。そして、実施形態3では、冷却用部材(60)が、前記開口(71a)を遮蔽するように仕切板(71)の背面に取り付けられている。
  また、実施形態3では、インバータ装置(55)は、複数の電子部品が導電性金属によって構成された棒状又は板状のバスバー(72)によって接続されて構成されている。具体的には、インバータ装置(55)は、商用電源に接続される整流回路と、コンデンサ回路と、インバータ回路とを備えている。整流回路及びインバータ回路はそれぞれ、複数のパワーモジュール(56)をバスバー(72)によって接続することによって構成されている。各パワーモジュール(56)は、稼動時に発熱するパワー半導体チップ(56a)と、該パワー半導体チップ(56a)を収納するケース(56b)とを備えている。具体的には、整流回路に設けられたパワーモジュール(56)は、ダイオードチップを備えたダイオードモジュールであり、インバータ回路に設けられたパワーモジュール(56)は、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)チップを備えたIGBTモジュールである。また、コンデンサ回路にはコンデンサ(57)が接続されている。
  前記コンデンサ(57)は、仕切板(71)に固定された板状の取付部材(77)に固定されている。また、前記コンデンサ(57)及びパワーモジュール(56)の他の電子部品は、仕切板(71)又は取付部材(77)に固定されている。
  図6に示すように、複数のパワーモジュール(56)は、それぞれ仕切板(71)の背面に取り付けられた冷却用部材(60)に固定されている。具体的には、各パワーモジュール(56)は、前記仕切板(71)の開口(71a)において該開口(71a)を遮蔽する冷却用部材(60)の前面に接触するように該冷却用部材(60)に固定されている。
  また、実施形態3では、図7に拡大して示すように、冷却用部材(60)は、実施形態1又は2のような本体部(61)に埋設された冷媒管(62)を有さず、本体部(61)に穴を加工することによって、内部に冷媒が流れる冷媒流路(61a)が形成されている。
  そして、本実施形態3においても、冷却用部材(60)は、前記本体部(61)の表面に形成された断熱層(65)を備えている。断熱層(65)は、本体部(61)の表面であってパワーモジュール(56)と本体部(61)との接触面(61s)以外の非接触面を覆っている。このような構成により、本体部(61)の接触面(61s)のみが冷却用部材(60)の内部を流れる冷媒の冷熱をパワーモジュール(56)に伝達する熱伝達面となる。
  また、本実施形態3では、冷却用部材(60)の本体部(61)は、パワーモジュール(56)の個数に対応する数の隆起部を有し、各隆起部の端面において各パワーモジュール(56)と接触している。つまり、各隆起部の端面が本体部(61)の各パワーモジュール(56)との接触面(61s)となる。
  また、本実施形態3では、冷却用部材(60)の本体部(61)は、接触面(61s)が各パワーモジュール(56)のケース(56b)の背面(冷却用部材(60)側の面)の一部であって、通電時に発熱するパワー半導体チップ(56a)が内面に取り付けられた中央部分に接触するように構成されている。言い換えると、本体部(61)は、パワーモジュール(56)と本体部(61)との接触面(61s)がパワーモジュール(56)のケース(56b)の背面(冷却用部材(60)に対応する面)よりも面積が小さくなるように形成されている。これにより、パワーモジュール(56)の本体部(61)との接触面における外縁部は、本体部(61)ではなく、断熱層(65)と接触することとなる。つまり、断熱層(65)の一部が、本体部(61)とパワーモジュール(56)との間に挟み込まれることとなり、冷却用部材(60)のパワーモジュール(56)との接触面(60a)の一部を構成することとなる。
  このような構成により、各パワーモジュール(56)のパワー半導体チップ(56a)の熱は、各接触面(61s)を介して冷却用部材(60)の本体部(61)に伝達され、冷媒流路(61a)の内部を流通する冷媒に放熱される。言い換えると、本体部(61)の冷媒流路(61a)に低温の冷媒が流入すると、該冷媒の冷熱が熱伝達面である接触面(61s)を介してパワーモジュール(56)に伝達される。これにより、各パワーモジュール(56)の特に温度が上昇するパワー半導体チップ(56a)部分が冷却用部材(60)の内部を流れる冷媒によって冷却される。
  一方、冷却用部材(60)の内部を流れる冷媒(冷媒流路(61a)の冷媒)の冷熱は、断熱層(65)によってパワーモジュール(56)との接触面(61s)以外から外部伝達することが阻止される。これにより、冷却用部材(60)の周囲の空気が内部を流通する冷媒の冷熱によって冷却されることが阻止される。その結果、冷却用部材(60)の周囲において結露水が発生しなくなり、この結露水が電子部品(56,57,59)の方へ流れてしまうことが抑制される。従って、電子部品(56,57,59)の故障を回避でき、空調機(10)の信頼性を確保できる。
  ところで、通常、パワーモジュール(56)の外縁部は、通電によって発熱する部分であるパワー半導体チップ(56a)から離れているため、冷却しても発熱部分であるパワー半導体チップ(56a)の冷却に寄与しないばかりか、冷却されると温度が周辺の空気温度よりも低下して周囲において結露水が発生するおそれがある。
  そこで、本実施形態3では、上述のように、本体部(61)は、パワーモジュール(56)との接触面(61s)(熱伝達面)がパワーモジュール(56)のケース(56b)の背面(冷却用部材(60)に対応する面)よりも面積が小さくなるように形成している。これにより、本実施形態では、パワーモジュール(56)の本体部(61)との接触面における外縁部は、本体部(61)ではなく、断熱層(65)と接触することとなる。その結果、各パワーモジュール(56)において、通電時に発熱して冷却が必要となるパワー半導体チップ(56a)の周辺部が集中的に冷却される。一方、冷却する必要のないパワーモジュール(56)の外縁部には断熱層(65)の一部が接触することとなり、冷媒流路(61a)を流れる冷媒の冷熱がパワーモジュール(56)の外縁部に伝達されなくなる。つまり、パワーモジュール(56)の外縁部が冷却されなくなる。これにより、発熱部分であるパワー半導体チップ(56a)から離れたパワーモジュール(56)の外縁部の結露を抑制することができる。よってパワーモジュール(56)の故障を回避できる。
  つまり、本体部(61)の接触面(61s)をパワーモジュール(56)の本体部(61)に対応する面よりも小さく構成することにより、パワーモジュール(56)の発熱部分を冷却すると共にパワーモジュール(56)の冷却する必要のない外縁部の冷却による温度低下を回避して結露水の発生を回避することができる。この点をシミュレーションによって検証した結果を以下に示す。
  図8(A),(B)は、シミュレーションによって求められた冷却用部材(60)によるパワーモジュール(56)冷却時の温度分布を示したものである。図8(A)は本体部(61)の接触面(61s)の面積がパワーモジュール(56)の本体部(61)に対応する面の面積よりも大きい場合を示し、図8(B)は本体部(61)の接触面(61s)の面積がパワーモジュール(56)の本体部(61)に対応する面の面積よりも小さい場合を示している。図中の細線は、等温線である。なお、図示を省略しているが、いずれの本体部(61)も、接触面(61s)以外の非接触面は断熱層(65)によって覆われている。
  上述の2つの冷却用部材(60)に関し、冷媒温度5℃、外気52℃の条件でシミュレーション計算を行ったところ、図8(A)に示すように、接触面(61s)の面積がパワーモジュール(56)の本体部(61)に対応する面の面積よりも大きい場合(以下、大接触面の場合と称する)には、パワーモジュール(56)の外縁部の温度が30℃まで低下することとなった。これに対し、図8(B)に示すように、接触面(61s)の面積がパワーモジュール(56)の本体部(61)に対応する面の面積よりも小さい場合(以下、小接触面の場合と称する)には、パワーモジュール(56)の外縁部の温度が40℃までしか低下しないこととなった。一方、パワーモジュール(56)の発熱するパワー半導体チップ(56a)部分の温度は、図8(A)の大接触部の場合で116℃、図8(B)の小接触部の場合で117.5℃となり、ほぼ同程度であった。つまり、本体部(61)の接触面(61s)をパワーモジュール(56)の本体部(61)に対応する面よりも小さく構成することによって、パワーモジュール(56)の冷却する必要のない外縁部の冷却による温度低下が抑制されることが分かる。
  以上より、本実施形態3のように、本体部(61)の接触面(61s)の面積がパワーモジュール(56)の本体部(61)に対応する面の面積よりも小さくなるように構成することにより、パワーモジュール(56)の冷却が必要な発熱部分を集中的に冷却することができる一方、冷却が不要な発熱部分から離れた箇所が冷却されて結露水が発生することを回避することができる。
  -実施形態3の変形例1-
  図9に示すように、変形例1は、冷却用部材(60)の本体部(61)の冷媒流路(61a)の形状を変更したものである。変形例1では、熱伝導率の高い銅で構成された本体部(61)に丸穴を加工することによって、内部に冷媒が流れる冷媒流路(61a)が形成されている。
  -実施形態3の変形例2-
  図10に示すように、変形例2は、各パワーモジュール(56)が複数のパワー半導体チップ(56a)を内蔵している場合には、冷却用部材(60)の本体部(61)を、パワー半導体チップ(56a)の個数に対応する数の隆起部を有するように構成し、各半導体チップ(56a)がケース(56b)を挟んで隆起部の端面にそれぞれ対応するように、各パワーモジュール(56)を冷却用部材(60)の本体部(61)に取り付けてもよい。つまり、本体部(61)が1つのパワーモジュール(56)に対して複数の接触面(61s)を有していてもよい。このように本体部(61)を形成することにより、発熱して冷却が必要な部分のみを冷却することができるため、冷却不要である部分の周囲における結露水の発生をより抑制することができる。
  《発明の実施形態4》
  図11に示すように、実施形態4は、実施形態1の冷却用部材(60)の内部の構造を変更したものである。
  実施形態4では、冷却用部材(60)はアルミニウム等の熱伝導率の高い金属材料で構成された本体部(61)のみを備えている。本体部(61)には、実施形態3と同様に、複数の穴を加工することによって、冷却用冷媒が流れる冷媒流路(61a)が形成されている。複数の冷媒流路(61a)は、冷却用部材(60)のパワーモジュール(56)との接触面(60a)付近に配列されている。
  また、実施形態4では、本体部(61)には、冷媒流路(61a)を基準として冷却用部材(60)のパワーモジュール(56)との非接触面(60b)側に、高温冷媒が流通する複数の高温冷媒流路(61b)が形成されている。複数の高温冷媒流路(61b)は、冷媒流路(61a)を取り囲むように配列されている。
  実施形態4では、冷媒流路(61a)に低温の冷媒が流入すると、該冷媒の冷熱が接触面(60a)を介してパワーモジュール(56)に伝達される。その結果、通電によって発熱するパワーモジュール(56)の温度上昇が抑制される。
  一方、冷却用部材(60)の冷媒流路(61a)の前記非接触面(60b)側の部分は、高温冷媒流路(61b)を流れる高温冷媒によって加熱される。そのため、冷媒流路(61a)を流れる低温の冷媒の冷熱は、冷媒流路(61a)の前記非接触面(60b)側の高温冷媒流路(61b)を流通する高温冷媒又は該高温冷媒によって加熱された冷媒流路(61a)を取り巻く高温部分に吸収される。また、非接触面(60b)は、高温冷媒流路(61b)を流通する高温冷媒の温熱によって加熱されて高温になる。このようにして、高温の冷媒が流通する高温冷媒流路(61b)によって冷媒流路(61a)の冷媒の冷熱が冷却用部材(60)のパワーモジュール(56)との接触面(60a)以外の非接触面(60b)から外部伝達することが阻止される。つまり、本実施形態4では、上記複数の高温冷媒流路(61b)が、本発明に係る阻止手段を構成する。これにより、冷却用部材(60)の周囲における結露水の発生が抑制され、この結露水が電子部品(56,57,59)の方へ流れてしまうことが抑制される。従って、電子部品(56,57,59)の故障を回避できる。
  《発明の実施形態5》
  図12に示すように、実施形態5は、実施形態4の冷却用部材(60)の本体部(61)の内部の構造を一部変更したものである。
  具体的には、冷媒流路(61a)と高温冷媒流路(61b)との間に真空層(68)を形成したものである。真空層(68)は、パワーモジュール(56)の外縁を取り巻くように形成されている。
  このような構成によれば、冷媒流路(61a)を流れる冷媒の冷熱は、断熱層(68)によって遮断されるため、上記冷媒の冷熱の冷却用部材(60)の非接触面(60b)からの外部伝達がより確実に阻止される。また、冷媒流路(61a)の冷媒の冷熱が高温冷媒流路(61b)に伝達されないため、高温冷媒流路(61b)の高温冷媒の温熱が全て非接触面(60b)付近の加熱に用いられて非接触面(60b)付近を比較的高い温度に保つことができる。つまり、本実施形態5では、上記真空層(68)と複数の高温冷媒流路(61b)とによって、本発明に係る阻止手段が構成されることとなる。これにより、冷却用部材(60)の周囲における結露水の発生を抑制することができ、パワーモジュール(56)の故障を回避することができる。
  -実施形態5の変形例-
  なお、上記真空層(68)によって構成されていた断熱層は、空気層によって構成されていてもよい。また、上記真空層(68)が形成されていたスペースに、樹脂材料やウレタン等を充填して断熱層を形成することとしてもよい。また、上記真空層(68)の配置は、上述の形態に限定されず、例えば、高温冷媒流路(61b)の1つを真空層(68)に置き換えてもよい。
  《発明の実施形態6》
  図13に示すように、実施形態6は、実施形態1の冷却用部材(60)の構造を変更したものである。
  実施形態6では、冷却用部材(60)はアルミニウム等の熱伝導率の高い金属材料で構成された実施形態3と同様の本体部(61)と、該本体部(61)のパワーモジュール(56)との接触面以外の非接触面を覆う断熱層(65)とを備えている。該断熱層(65)は、例えば、本体部(61)の周囲に断熱性を有する樹脂材料をインサート成形することにより形成される。
  冷却用部材(60)の内部には、冷媒回路(20)の高温の冷媒を減圧して冷却用の低温の冷媒を生成する減圧機構としての固定絞り(81)が設けられている。具体的には、本実施形態6では、固定絞り(81)は、断熱層(65)の内部に設けられている。また、冷却用部材(60)内では、パワーモジュール(56)を冷却した後の冷媒と固定絞り(81)よりも上流側の冷媒とが熱交換するように入口側配管(82)と出口側配管(83)とが熱交換可能に接触している。つまり、本実施形態6では、本体部(61)の入口側配管(82)に固定絞り(81)が形成され、入口側配管(82)の固定絞り(81)よりも上流側の部分と本体部(61)の出口側配管(83)とが熱交換可能に接触した状態で、固定絞り(81)と、熱交換部(84)(入口側配管(82)と出口側配管(83)との接触部)と、本体部(61)のパワーモジュール(56)との接触面以外の非接触面とが覆われるように樹脂材料をインサート成形することによって形成されている。
  このような構成により、低温の冷媒を生成する減圧機構としての固定絞り(81)を冷却用部材(60)の内部に設けて冷却用部材(60)の冷媒入口付近に高温冷媒が流れるように構成することにより、冷却用部材(60)の冷媒入口周辺における結露水の発生を抑制することができる。従って、パワーモジュール(56)の故障を回避することができる。
  また、本実施形態6によれば、冷却用部材(60)の内部において、パワーモジュール(56)を冷却した後の低温の冷媒と固定絞り(81)の上流側の高温の冷媒とを熱交換させて冷却用部材(60)から流出する冷媒の温度を上昇させることにより、冷却用部材(60)の冷媒出口周辺における結露水の発生を抑制することができる。従って、パワーモジュール(56)の故障を回避することができる。
  -実施形態6の変形例-
  図14に示すように、実施形態6の変形例では、本体部(61)の入口側配管(82)に固定絞り(81)が形成された状態で、固定絞り(81)と、本体部(61)のパワーモジュール(56)との接触面以外の非接触面とが覆われるように樹脂材料をインサート成形することによって形成されている。つまり、実施形態6のように、入口側配管(82)の固定絞り(81)よりも上流側の部分と本体部(61)の出口側の配管とが熱交換可能に接触していない。一方、本体部(61)の冷媒出口には断熱パイプ(85)が接続されている。
  このような構成により、冷却用部材(60)の内部においてパワーモジュール(56)を冷却した後の冷却用冷媒は、冷却用部材(60)の冷媒出口から断熱パイプ(85)に流入する。断熱パイプでは、冷却用冷媒の冷熱が外部へ伝達されないため、冷却用部材(60)の冷媒出口付近における結露水の発生が抑制される。このようにして、本変形例によっても、容易な構成によって冷却用部材(60)の冷媒入口付近及び冷媒出口付近における結露水の発生を抑制することができる。
  《その他の実施形態》
  前記各実施形態では、冷凍サイクルを行う冷凍装置として空調機(10)を用いている。しかしながら、冷凍サイクルを行う冷凍装置として、例えば、ヒートポンプ式のチラーユニットや、給湯器、冷蔵庫や冷凍庫の庫内を冷却する冷却装置等を用いるようにしてもよい。
  また、前記各実施形態では、本発明に係るパワーモジュール(56,56)のみを冷却用部材(60)で冷却できる構成について説明したが、例えば、コンデンサ(57)を冷却用部材(60)の本体部(61)の前面(第1空間(S1)側の面)に接触させることで、冷却用部材(60)によってコンデンサ(57)を冷却できるようにしてもよい。
  本発明に係る冷却用部材の用途は、圧縮機(30)のパワーモジュール(56)の冷却に限定されない。例えば、CPU(central processing unit)のパワーモジュールを冷却してもよい。
  以上説明したように、本発明は、冷却用部材によってパワーモジュールを冷却する冷凍装置に関し有用である。
 10  空調機(冷凍装置)
 20  冷媒回路
 30  圧縮機
 50  インバータ制御盤
 56  パワーモジュール(電子部品、パワーモジュール)
 57  コンデンサ(電子部品)
 59  リアクトル(電子部品)
 60  冷却用部材
 61  本体部
 62  冷媒管
 65  断熱層
 66  断熱層

Claims (13)

  1.   圧縮機(30)が接続されて冷凍サイクルを行う冷媒回路(20)と、パワーモジュール(56)を含む電子部品(56,57,59)と、内部に前記冷媒回路(20)の冷媒が流通すると共に該冷媒によって前記パワーモジュール(56)が冷却されるように前記パワーモジュール(56)に接触する冷却用部材(60)とを備えた冷凍装置であって、
      前記冷却用部材(60)は、内部を流れる冷媒の冷熱が少なくとも前記パワーモジュール(56)との接触面(60a)以外の非接触面(60b)から外部伝達することを阻止する阻止手段を備えている
    ことを特徴とする冷凍装置。
  2.   請求項1において、
      前記冷却用部材(60)は、内部に前記パワーモジュール(56)を冷却するための冷却用冷媒が流通すると共に前記パワーモジュール(56)に接触する本体部(61)を備え、
      前記阻止手段は、前記本体部(61)の前記パワーモジュール(56)との接触面(61s)以外の非接触面を覆う断熱層(65)によって構成されている
    ことを特徴とする冷凍装置。
  3.   請求項1において、
      前記阻止手段は、前記冷却用部材(60)の前記冷却用冷媒が流れる冷却冷媒流路(61a)の前記非接触面(60b)側に形成された高温冷媒が流通する高温冷媒流路(61b)を備えている
    ことを特徴とする冷凍装置。
  4.   請求項3において、
      前記阻止手段は、前記冷却冷媒流路(61a)と前記高温冷媒流路(61b)との間に形成された断熱層(68)を有している
    ことを特徴とする冷凍装置。
  5.   請求項4において、
      前記断熱層(68)は、真空層又は空気層によって構成されている
    ことを特徴とする冷凍装置。
  6.   請求項1乃至5のいずれか1つにおいて、
      前記冷却用部材(60)の内部には、前記冷媒回路(20)の冷媒を減圧して前記冷却用冷媒を生成する減圧機構(81)が設けられている
    ことを特徴とする冷凍装置。
  7.   請求項6において、
      前記冷却用部材(60)は、内部において前記パワーモジュール(56)を冷却した後の前記冷却用冷媒が前記減圧機構(81)よりも上流側の冷媒と熱交換するように構成されている
    ことを特徴とする冷凍装置。
  8.   請求項6において、
      前記冷却用部材(60)の冷媒出口には、断熱パイプ(85)が接続されている
    ことを特徴とする冷凍装置。
  9.   請求項1乃至8のいずれか1つにおいて、
      前記阻止手段は、冷却用部材(60)の内部を流れる冷媒の冷熱が該冷却用部材(60)の前記パワーモジュール(56)との接触面(60a)の外縁部から外部伝達することを阻止するように構成されている
    ことを特徴とする冷凍装置。
  10.   請求項9において、
      前記阻止手段は、前記冷却用部材(60)の内部を流れる冷媒の冷熱を前記パワーモジュール(56)に伝達する熱伝達面の面積が、前記パワーモジュール(56)の前記冷却用部材(60)に対応する面の面積よりも小さくなるように構成されている
    ことを特徴とする冷凍装置。
  11.   請求項1乃至10のいずれか1つにおいて、
      前記パワーモジュール(56)の表面であって前記冷却用部材(60)との接触面以外の非接触面は、断熱層(66)によって覆われている
    ことを特徴とする冷凍装置。
  12.   請求項2又は4において、
      前記断熱層(65,68)は、インサート成形された断熱性を有する樹脂材料で構成されている
    ことを特徴とする冷凍装置。
  13.   請求項2、4及び11のいずれか1つにおいて、
      前記断熱層(65,66,68)は、ウレタンを吹き付けることによって構成されている
    ことを特徴とする冷凍装置。
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