WO2017138244A1 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

基板（８３Ｂ）に設けられたパワー素子（８３Ａ）と、基板（８３Ｂ）が取り付けられるコントロールボックス（８１）と、コントロールボックス（８１）の外部に設けられて内部に流通する冷媒によりパワー素子（８３Ａ）を冷却する冷媒ジャケット（８７）と、冷媒ジャケット（８７）が取り付けられるブラケット（９３）と、コントロールボックス（８１）およびブラケット（９３）のそれぞれを独立して固定するベース（８５）と、を備える。これにより、パワー素子（８３Ａ）への荷重の作用をより低減する。

Description

冷凍サイクル装置

　本発明は、冷凍サイクル装置に関するものである。

　冷媒が循環して蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う空気調和機では、圧縮機の電動機の運転状態を制御するために、インバータ回路などの電気回路が搭載される。一般的にこのインバータ回路には高熱を生ずるパワー素子が用いられ、従来の空気調和機ではこのパワー素子が動作可能な温度よりも高温にならないように、パワー素子を冷却する手段が設けられている。

　従来、例えば、特許文献１では、パワー素子が取り付けられたプリント基板と、冷凍サイクルに使用する冷媒が内部に流通する冷媒ジャケットと、スペーサを介してプリント基板が固定されたスイッチボックスとを備えて、冷媒ジャケットを流通する冷媒によってパワー素子を冷却する空気調和機が記載されている。この空気調和機では、パワー素子は、伝熱板を介して冷媒ジャケットに取り付けられ、伝熱板は、スイッチボックスに取り付けられている。

特許第４４８８０９３号公報

　特許文献１に記載の空気調和機では、冷媒ジャケットが伝熱板を介してスイッチボックスに間接的に固定され、プリント基板と冷媒ジャケットとがスイッチボックスによって連結されるため、冷媒配管を伝わってきた振動により冷媒ジャケットが加振された場合に、プリント基板と冷媒ジャケットとが同様の動き（振動）をすると記載されている。

　しかしながら、冷媒ジャケット、伝熱板、プリント基板、パワー素子は、全てスイッチボックスに固定されていることから、冷媒ジャケットが加振されるとスイッチボックスが振動の吸収を委ねられ、結果としてパワー素子を含む全てに振動が伝達される。従って、パワー素子への荷重の作用をより低減することが望まれている。

　本発明は、上述した課題を解決するものであり、パワー素子への荷重の作用をより低減することのできる冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。

　上述の目的を達成するために、第１の発明の冷凍サイクル装置は、基板に設けられたパワー素子と、前記基板が取り付けられるコントロールボックスと、前記コントロールボックスの外部に設けられて内部に流通する冷媒により前記パワー素子を冷却する冷媒ジャケットと、前記冷媒ジャケットが取り付けられるブラケットと、前記コントロールボックスおよび前記ブラケットのそれぞれを独立して固定するベースと、を備えることを特徴とする。

　この冷凍サイクル装置によれば、パワー素子を冷却する冷媒ジャケットが、基板を介してパワー素子が取り付けられるコントロールボックスとは独立してブラケットでベースに固定されている。従って、冷媒が流通することで伝わってきた振動により冷媒ジャケットが加振された場合に、この冷媒ジャケットの振動をコントロールボックスとは独立してブラケットが吸収する。この結果、パワー素子への振動の伝達を低減することができ、パワー素子への荷重の作用をより低減することができる。

　また、第２の発明の冷凍サイクル装置は、第１の発明において、前記基板は、前記冷媒ジャケットと共に前記コントロールボックス側に着脱可能に設けられ、前記コントロールボックス側に支持されることを特徴とする。

　この冷凍サイクル装置によれば、基板および冷媒ジャケットをコントロールボックス側に支持させることで、冷媒ジャケットをコントロールボックスと一体に組み立てることができる。例えば、冷媒ジャケットの内部に冷媒を流通させる冷媒配管が冷凍サイクル装置の他所に接続されていない組み立て時に、冷媒ジャケットをコントロールボックスと一体に組み立てることで組み立て性を向上することができる。

　また、第３の発明の冷凍サイクル装置は、第１の発明において、前記基板は、前記冷媒ジャケットと共に前記ブラケット側に着脱可能に設けられ、前記ブラケット側に支持されることを特徴とする。

　この冷凍サイクル装置によれば、基板および冷媒ジャケットをブラケット側に支持させることで、基板およびパワー素子を冷媒ジャケットと共にブラケット側に残してコントロールボックスを取り外すことができる。例えば、冷媒ジャケットの内部に冷媒を流通させる冷媒配管が冷凍サイクル装置の他所に接続された後のメンテナンス時に、冷媒ジャケットと冷媒ジャケットにより冷却されるパワー素子および基板とを外すことなく残してコントロールボックスを取り外すことで、メンテナンス性を向上することができる。

　また、第４の発明の冷凍サイクル装置は、第１の発明において、前記冷媒ジャケットと前記パワー素子とは、伝熱板を介して互いに取り付けられることを特徴とする。

　この冷凍サイクル装置によれば、冷媒ジャケットとパワー素子とを伝熱板を介して取り付けることで、冷媒が流通することで伝わってきた振動により冷媒ジャケットが加振された場合に、この冷媒ジャケットの振動を伝熱板が吸収する。この結果、パワー素子への振動の伝達をより低減することができ、パワー素子への荷重の作用をより低減することができる。

　また、第５の発明の冷凍サイクル装置は、第４の発明において、前記基板は、前記伝熱板を介して前記コントロールボックスに取り付けられることを特徴とする。

　この冷凍サイクル装置によれば、基板が伝熱板に取り付けられることで、冷媒が流通することで伝わってきた振動により冷媒ジャケットが加振された場合に、この冷媒ジャケットの振動を伝熱板が吸収すると共に、パワー素子と同様に基板にも伝達される。この結果、パワー素子と基板とに同一の振動が伝わることにより、パワー素子と基板との接続が外れるようなことを防ぐことができる。

　また、第６の発明の冷凍サイクル装置は、第４または第５の発明において、前記基板は、前記伝熱板を介して前記冷媒ジャケットと共に前記コントロールボックス側に着脱可能に設けられ、前記コントロールボックス側に支持されることを特徴とする。

　この冷凍サイクル装置によれば、基板、伝熱板および冷媒ジャケットをコントロールボックス側に支持させることで、冷媒ジャケットをコントロールボックスと一体に組み立てることができる。例えば、冷媒ジャケットの内部に冷媒を流通させる冷媒配管が冷凍サイクル装置の他所に接続されていない組み立て時に、冷媒ジャケットをコントロールボックスと一体に組み立てることで組み立て性を向上することができる。

　また、第７の発明の冷凍サイクル装置は、第４または第５の発明において、前記基板は、前記伝熱板を介して前記冷媒ジャケットと共に前記ブラケット側に着脱可能に設けられ、前記ブラケット側に支持されることを特徴とする。

　この冷凍サイクル装置によれば、基板、伝熱板および冷媒ジャケットをブラケット側に支持させることで、基板およびパワー素子を冷媒ジャケットと共にブラケット側に残してコントロールボックスを取り外すことができる。例えば、冷媒ジャケットの内部に冷媒を流通させる冷媒配管が冷凍サイクル装置の他所に接続された後のメンテナンス時に、冷媒ジャケットと冷媒ジャケットにより冷却されるパワー素子および基板とを外すことなく残してコントロールボックスを取り外すことで、メンテナンス性を向上することができる。

　本発明によれば、パワー素子への荷重の作用をより低減することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る冷凍サイクル装置の冷媒回路図である。 図２は、本発明の実施形態１に係る冷凍サイクル装置における冷却装置の拡大図である。 図３は、本発明の実施形態１に係る冷凍サイクル装置における冷却装置の拡大図である。 図４は、本発明の実施形態１に係る冷凍サイクル装置における冷却装置の拡大図である。 図５は、本発明の実施形態１に係る冷凍サイクル装置における冷却装置の拡大図である。 図６は、本発明の実施形態１に係る冷凍サイクル装置における冷却装置の拡大図である。 図７は、本発明の実施形態２に係る冷凍サイクル装置における冷却装置の拡大図である。 図８は、本発明の実施形態２に係る冷凍サイクル装置における冷却装置の拡大図である。 図９は、本発明の実施形態２に係る冷凍サイクル装置における冷却装置の拡大図である。 図１０は、本発明の実施形態３に係る冷凍サイクル装置における冷却装置の拡大図である。 図１１は、本発明の実施形態３に係る冷凍サイクル装置における冷却装置の拡大図である。 図１２は、本発明の実施形態３に係る冷凍サイクル装置における冷却装置の拡大図である。 図１３は、本発明の実施形態３に係る冷凍サイクル装置における冷却装置の拡大図である。 図１４は、本発明の実施形態３に係る冷凍サイクル装置における冷却装置の拡大図である。 図１５は、本発明の実施形態に係る冷凍サイクル装置の他の例の冷媒回路図である。

　以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

　図１は、本実施形態に係る冷凍サイクル装置の冷媒回路図である。

　図１では、冷凍サイクル装置の適用の一例としてマルチ形空気調和装置１を示している。なお、冷凍サイクル装置は、図には明示しないが、ヒートポンプに適用可能である。マルチ形空気調和装置１は、１台の室外機３と、室外機３から導出されるガス側配管５および液側配管７と、このガス側配管５および液側配管７間に分岐器９を介して並列に接続されている複数台の室内機１１Ａ，１１Ｂと、から構成されている。

　室外機３は、冷媒を圧縮するインバータ駆動の圧縮機１３と、冷媒の循環方向を切り換える四方切換弁１７と、冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器１９と、暖房用の室外膨張弁（ＥＥＶＨ）２３と、液冷媒を貯留するレシーバ２５と、液冷媒に過冷却を与える過冷却熱交換器２７と、過冷却熱交換器２７に分流される冷媒量を制御する過冷却用膨張弁（ＥＥＶＳＣ）２９と、圧縮機１３に吸入される冷媒ガスから液分を分離し、ガス分のみを圧縮機１３に吸入させるアキュムレータ３１と、ガス側操作弁３３と、液側操作弁３５と、を備えている。

　室外機３側の上記各機器は、吐出配管３７Ａ、ガス配管３７Ｂ、液配管３７Ｃ、ガス配管３７Ｄ、吸入配管３７Ｅ、および過冷却用の過冷却用分岐配管３７Ｆなどの冷媒配管を介して公知の如く接続され、室外側冷媒回路３９を構成している。また、室外機３には、室外熱交換器１９に対して外気を送風する室外ファン４１が設けられている。

　ガス側配管５および液側配管７は、室外機３のガス側操作弁３３および液側操作弁３５に接続される冷媒配管であり、現場での据え付け施工時に、室外機３とそれに接続される室内機１１Ａ，１１Ｂとの間の距離に応じてその長さが設定されるようになっている。ガス側配管５および液側配管７の途中には、適宜数の分岐器９が設けられ、この分岐器９を介してそれぞれ適宜台数の室内機１１Ａ，１１Ｂが接続されている。これによって、密閉された１系統の冷凍サイクル４５が構成されている。

　室内機１１Ａ，１１Ｂは、冷媒と室内空気とを熱交換させて室内の空調に供する室内熱交換器４７と、冷房用の室内膨張弁（ＥＥＶＣ）４９と、室内熱交換器４７を通して室内空気を循環させる室内ファン５１と、を備えており、室内側の分岐ガス側配管５Ａ，５Ｂおよび分岐液側配管７Ａ，７Ｂを介して分岐器９に接続されている。

　上記マルチ形空気調和装置１において、暖房運転は、以下のように行われる。圧縮機１３により圧縮された高温高圧の冷媒ガスは、吐出配管３７Ａに吐出された後、四方切換弁１７によりガス配管３７Ｄ側に循環される。この冷媒は、ガス側操作弁３３、ガス側配管５を経て室外機３から導出され、更に分岐器９、室内側の分岐ガス側配管５Ａ，５Ｂを経て室内機１１Ａ，１１Ｂへと導入される。

　室内機１１Ａ，１１Ｂに導入された高温高圧の冷媒ガスは、室内ファン５１により循環される室内空気と熱交換される。この熱交換によって室内空気は加熱されて室内の暖房に供される。一方、冷媒は凝縮され、室内膨張弁（ＥＥＶＣ）４９、分岐液側配管７Ａ，７Ｂを経て分岐器９に至り、他の室内機からの冷媒と合流された後、液側配管７を経て室外機３に戻される。

　室外機３に戻った冷媒は、液側操作弁３５、液配管３７Ｃを経て過冷却熱交換器２７に至り、冷房時の場合と同様に過冷却が付与された後、レシーバ２５に流入され、いったん貯留されることにより循環量が調整される。この液冷媒は、液配管３７Ｃを介して室外膨張弁（ＥＥＶＨ）２３に供給され、そこで断熱膨張された後、室外熱交換器１９へと流入される。

　室外熱交換器１９では、室外ファン４１から送風される外気と冷媒とが熱交換され、冷媒は外気から吸熱して蒸発ガス化される。この冷媒は、室外熱交換器１９からガス配管３７Ｂ、四方切換弁１７、吸入配管３７Ｅを経て過冷却用分岐配管３７Ｆからの冷媒と合流され、アキュムレータ３１に導入される。アキュムレータ３１では、冷媒ガス中に含まれている液分が分離されてガス分のみが圧縮機１３へと吸入され、圧縮機１３において再び圧縮される。以上のサイクルを繰り返すことによって暖房運転が行われる。

　一方、冷房運転は、以下のように行われる。圧縮機１３で圧縮された高温高圧の冷媒ガスは、吐出配管３７Ａに吐出される。その後、冷媒ガスは、四方切換弁１７によりガス配管３７Ｂ側に循環され、室外熱交換器１９で室外ファン４１により送風される外気と熱交換されて凝縮液化される。この液冷媒は、室外膨張弁２３を通過し、レシーバ２５にいったん貯留される。

　レシーバ２５で循環量が調整された液冷媒は、液配管３７Ｃを介して過冷却熱交換器２７を流通される過程で、過冷却用分岐配管３７Ｆに一部が分流され、過冷却用膨張弁（ＥＥＶＳＣ）２９で断熱膨張された冷媒と熱交換されて過冷却度が付与される。この液冷媒は、液側操作弁３５を経て室外機３から液側配管７へと導出され、更に液側配管７に導出された液冷媒は、分岐器９により各室内機１１Ａ，１１Ｂの分岐液側配管７Ａ，７Ｂへと分流される。

　分岐液側配管７Ａ，７Ｂに分流された液冷媒は、各室内機１１Ａ，１１Ｂに流入し、室内膨張弁（ＥＥＶＣ）４９で断熱膨張され、気液二相流となって室内熱交換器４７へと流入される。室内熱交換器４７では、気液二相流となった冷媒は、室内ファン５１により循環される室内空気とが熱交換される。この熱交換により室内空気は冷却されて室内の冷房に供される。一方、冷媒はガス化され、分岐ガス側配管５Ａ，５Ｂを経て分岐器９に至り、他の室内機からの冷媒ガスとガス側配管５で合流される。

　ガス側配管５で合流された冷媒ガスは、再び室外機３に戻り、ガス側操作弁３３、ガス配管３７Ｄ、四方切換弁１７を経て吸入配管３７Ｅに至り、過冷却用分岐配管３７Ｆからの冷媒ガスと合流された後、アキュムレータ３１に導入される。アキュムレータ３１では、冷媒ガス中に含まれている液分が分離され、ガス分のみが圧縮機１３へと吸入される。この冷媒は、圧縮機１３において再び圧縮され、以上のサイクルを繰り返すことによって冷房運転が行われる。このように冷媒サイクル装置としてのマルチ形空気調和装置１は、冷媒を循環させる冷媒回路を構成する。

　このような冷凍サイクル装置において、圧縮機１３の運転を制御するため、インバータ回路などの電気回路が設けられている。そして、電気回路は冷却装置により冷却される。以下、電気回路を冷却する冷却装置の各実施形態について説明する。

［実施形態１］
　図２～図６は、本実施形態に係る冷凍サイクル装置における冷却装置の拡大図である。

　図２に示すように、冷却装置８０は、コントロールボックス８１を筐体としてその内部に電気回路８３などが収容される。コントロールボックス８１は、ボックス本体８１Ａと、分割部８１Ｂとを有している。ボックス本体８１Ａは、電気回路８３などが収容される筐体部材である。このボックス本体８１Ａは、上述した室外機３の各構成が支持されるベース８５にネジ１０１Ａにより着脱可能に取り付けられる。分割部８１Ｂは、ボックス本体８１Ａに対してネジ１０１Ｂにより着脱可能に取り付けられ筐体部材の一部の開口を開閉する蓋部材である。

　電気回路８３は、パワー素子８３Ａが基板８３Ｂに設けられて接続されている。基板８３Ｂは、ボックス本体８１Ａとしての筐体部材の内側で、分割部８１Ｂに対してスペーサ１０１Ｃを介在してネジ１０１Ｄにより着脱可能に取り付けられている。なお、図３に示すように、基板８３Ｂは、分割部８１Ｂに対してロッキングサポート１０１Ｅにより着脱可能に取り付けられていてもよい。

　分割部８１Ｂは、ボックス本体８１Ａとしての筐体部材の内外に貫通する貫通穴８１Ｂａが形成されている。そして、分割部８１Ｂは、貫通穴８１Ｂａを塞ぐように冷媒ジャケット８７がネジ１０１Ｆにより着脱可能に取り付けられている。電気回路８３のパワー素子８３Ａは、ボックス本体８１Ａとしての筐体部材の内側で、冷媒ジャケット８７に対して伝熱シート８９を介してネジ１０１Ｇにより着脱可能に取り付けられている。

　冷媒ジャケット８７は、内部に冷媒が流通する冷媒配管８７Ａを有し、当該冷媒配管８７Ａがアルミブロックである第一伝熱部材８７Ｂおよび第二伝熱部材８７Ｃに挟まれるように設けられている。冷媒配管８７Ａは、図１に示すように、室外機３において室外熱交換器１９と室内熱交換器４７との間となる液配管３７Ｃと吸入配管３７Ｅとをバイパスして接続されて液配管３７Ｃから液冷媒の一部が流通される。第一伝熱部材８７Ｂと第二伝熱部材８７Ｃとは、ネジ１０１Ｈにより着脱可能に取り付けられている。そして、第一伝熱部材８７Ｂは、分割部８１Ｂの貫通穴８１Ｂａを塞ぐようにネジ１０１Ｆにより分割部８１Ｂに対して着脱可能に取り付けられ、かつ電気回路８３のパワー素子８３Ａがネジ１０１Ｇにより着脱可能に取り付けられている。第二伝熱部材８７Ｃは、その外縁に、取付片９１がネジ１０１Ｉにより着脱可能に取り付けられている。取付片９１は、第二伝熱部材８７Ｃの外周に延出するように取り付けられる。この取付片９１は、ブラケット９３に対してネジ１０１Ｊにより着脱可能に取り付けられている。ブラケット９３は、ベース８５に対してネジ１０１Ｋにより着脱可能に取り付けられている。

　このような構成の冷凍サイクル装置は、冷媒ジャケット８７の内部の冷媒配管８７Ａに流通する冷媒によりパワー素子８３Ａが冷却される。これにより、パワー素子８３Ａが動作可能な温度よりも高温にならないようにしている。

　図４～図６を参照して上述した構成の組み立ておよびメンテナンス時分解について説明する。

　組み立て時は、図４に示すように、コントロールボックス８１は、ベース８５に取り付けられる以前に、電気回路８３および冷媒ジャケット８７の第一伝熱部材８７Ｂが取り付けられる。その後、図５に示すように、冷媒ジャケット８７の第一伝熱部材８７Ｂに冷媒配管８７Ａおよび第二伝熱部材８７Ｃが取り付けられ、かつ第二伝熱部材８７Ｃに取付片９１が取り付けられる。コントロールボックス８１は、この形態から、図２に示すように、ベース８５に取り付けられる。一方、冷媒ジャケット８７は、この形態から、図２に示すようにベース８５に取り付けられたブラケット９３に取り付けられる。

　メンテナンス時は、図６に示すように、コントロールボックス８１は、ボックス本体８１Ａが分割部８１Ｂおよびベース８５から取り外される。分割部８１Ｂは、電気回路８３の基板８３Ｂが取り付けられ、かつ冷媒ジャケット８７が取り付けられている。このため、パワー素子８３Ａを含む電気回路８３は、分割部８１Ｂおよび冷媒ジャケット８７を介してブラケット９３に取り付けられたままであり、ベース８５に取り付けられている。従って、冷媒ジャケット８７や電気回路８３をベース８５側に残したままボックス本体８１Ａを取り出し、ボックス本体８１Ａに収容されている構成のメンテナンスを行う。なお、図には明示しないが、電気回路８３の基板８３Ｂから配線されたケーブルは、コネクタを介してボックス本体８１Ａ内の他の基板などに接続されており、ボックス本体８１Ａを分割部８１Ｂおよびベース８５から取り外す際は当該コネクタを外すことで、電気回路８３がボックス本体８１Ａから分離される。

　ここで、図２に示すように、ボックス本体８１Ａと分割部８１Ｂとを接合するネジ１０１Ｂは、ボックス本体８１Ａの内部から取り付けまたは取り外しを行うように設けられる。また、冷媒ジャケット８７とブラケット９３とを接合するネジ１０１Ｉは、コントロールボックス８１とは反対側から取り付けまたは取り外しを行うように設けられる。このコントロールボックス８１とは反対側は、室外機３において壁側など閉鎖された側となる裏側であり、コントロールボックス８１側は、室外機３において開放された側となる表側である。すなわち、組み立て時は、冷凍サイクル装置の設置前であるから室外機３の裏側でも作業が可能であるから、ベース８５に取り付けられたブラケット９３に冷媒ジャケット８７を取り付けることができる。一方、メンテナンス時は、冷凍サイクル装置の設置後であるから室外機３の裏側では作業がし難いため、コントロールボックス８１側で分割部８１Ｂからボックス本体８１Ａの取り外しを行えるようにしている。また、ブラケット９３の裏側であってコントロールボックス８１とは反対側に、比較的故障し難い機器（例えば、電解コンデンサなど）を配置すれば、当該機器がコントロールボックス８１の外側に配置されるので、コントロールボックス８１を小型化することができる。

　このように、本実施形態の冷凍サイクル装置は、基板８３Ｂに設けられたパワー素子８３Ａと、基板８３Ｂが取り付けられるコントロールボックス８１と、コントロールボックス８１の外部に設けられて内部に流通する冷媒によりパワー素子８３Ａを冷却する冷媒ジャケット８７と、冷媒ジャケット８７が取り付けられるブラケット９３と、コントロールボックス８１およびブラケット９３のそれぞれを独立して固定するベース８５と、を備える。

　この冷凍サイクル装置によれば、パワー素子８３Ａを冷却する冷媒ジャケット８７が、基板８３Ｂを介してパワー素子８３Ａが取り付けられるコントロールボックス８１とは独立してブラケット９３でベース８５に固定されている。従って、冷媒が流通することで冷媒配管８７Ａを伝わってきた振動により冷媒ジャケット８７が加振された場合に、この冷媒ジャケット８７の振動をコントロールボックス８１とは独立してブラケット９３が吸収する。この結果、コントロールボックス８１の強度に頼らずパワー素子８３Ａへの振動の伝達を低減することができ、パワー素子８３Ａへの荷重の作用をより低減することができる。

　また、本実施形態の冷凍サイクル装置では、基板８３Ｂは、冷媒ジャケット８７と共にコントロールボックス８１側に着脱可能に設けられ、コントロールボックス８１側に支持される。

　この冷凍サイクル装置によれば、基板８３Ｂおよび冷媒ジャケット８７をコントロールボックス８１側に支持させることで、冷媒ジャケット８７をコントロールボックス８１と一体に組み立てることができる。例えば、冷媒ジャケット８７の内部に冷媒を流通させる冷媒配管８７Ａが冷凍サイクル装置の他所に接続されていない組み立て時に、冷媒ジャケット８７をコントロールボックス８１と一体に組み立てることで組み立て性を向上することができる。

　また、本実施形態の冷凍サイクル装置では、基板８３Ｂは、冷媒ジャケット８７と共にブラケット９３側に着脱可能に設けられ、ブラケット９３側に支持される。

　この冷凍サイクル装置によれば、基板８３Ｂおよび冷媒ジャケット８７をブラケット９３側に支持させることで、基板８３Ｂおよびパワー素子８３Ａを冷媒ジャケット８７と共にブラケット９３側に残してコントロールボックス８１を取り外すことができる。例えば、冷媒ジャケット８７の内部に冷媒を流通させる冷媒配管８７Ａが冷凍サイクル装置の他所に接続された後のメンテナンス時に、冷媒ジャケット８７と冷媒ジャケット８７により冷却されるパワー素子８３Ａおよび基板８３Ｂとを外すことなく残してコントロールボックス８１を取り外すことで、メンテナンス性を向上することができる。

［実施形態２］
　図７～図９は、本実施形態に係る冷凍サイクル装置における冷却装置の拡大図である。

　図７に示すように、冷却装置８０は、コントロールボックス８１を筐体としてその内部に電気回路８３などが収容される。コントロールボックス８１は、ボックス本体８１Ａと、分割部８１Ｂとを有している。ボックス本体８１Ａは、電気回路８３などが収容される筐体部材である。このボックス本体８１Ａは、上述した室外機３の各構成が支持されるベース８５にネジ１０１Ａにより着脱可能に取り付けられる。分割部８１Ｂは、ボックス本体８１Ａに対してネジ１０１Ｂにより着脱可能に取り付けられ筐体部材の一部の開口を開閉する蓋部材である。

　電気回路８３は、パワー素子８３Ａが基板８３Ｂに設けられて接続されている。基板８３Ｂは、ボックス本体８１Ａとしての筐体部材の内側で、分割部８１Ｂに対してスペーサ１０１Ｃを介在してネジ１０１Ｄにより着脱可能に取り付けられている。なお、図３に示すように、基板８３Ｂは、分割部８１Ｂに対してロッキングサポート１０１Ｅにより着脱可能に取り付けられていてもよい。

　分割部８１Ｂは、ボックス本体８１Ａとしての筐体部材の内外に貫通する貫通穴８１Ｂａが形成されている。そして、分割部８１Ｂは、貫通穴８１Ｂａを塞ぐように冷媒ジャケット８７がネジ１０１Ｆにより着脱可能に取り付けられている。電気回路８３のパワー素子８３Ａは、ボックス本体８１Ａとしての筐体部材の内側で、冷媒ジャケット８７に対して伝熱シート８９を介してネジ１０１Ｇにより着脱可能に取り付けられている。

　冷媒ジャケット８７は、内部に冷媒が流通する冷媒配管８７Ａを有し、当該冷媒配管８７Ａがアルミブロックである伝熱部材８７Ｄの内部に挿入して設けられている。冷媒配管８７Ａは、図１に示すように、室外機３において室外熱交換器１９と室内熱交換器４７との間となる液配管３７Ｃと吸入配管３７Ｅとをバイパスして接続されて液配管３７Ｃから液冷媒の一部が流通される。伝熱部材８７Ｄは、分割部８１Ｂの貫通穴８１Ｂａを塞ぐようにネジ１０１Ｆにより分割部８１Ｂに対して着脱可能に取り付けられ、かつ電気回路８３のパワー素子８３Ａがネジ１０１Ｇにより着脱可能に取り付けられている。伝熱部材８７Ｄは、その外縁に、取付片９１がネジ１０１Ｉにより着脱可能に取り付けられている。取付片９１は、伝熱部材８７Ｄの外周に延出するように取り付けられる。この取付片９１は、ブラケット９３に対してネジ１０１Ｊにより着脱可能に取り付けられている。ブラケット９３は、ベース８５に対してネジ１０１Ｋにより着脱可能に取り付けられている。

　このような構成の冷凍サイクル装置は、冷媒ジャケット８７の内部の冷媒配管８７Ａに流通する冷媒によりパワー素子８３Ａが冷却される。これにより、パワー素子８３Ａが動作可能な温度よりも高温にならないようにしている。

　図８および図９を参照して上述した構成の組み立ておよびメンテナンス時分解について説明する。

　組み立て時は、図８に示すように、コントロールボックス８１は、ベース８５に取り付けられる以前に、電気回路８３および冷媒ジャケット８７の伝熱部材８７Ｄが取り付けられる。そして、冷媒ジャケット８７の伝熱部材８７Ｄは、取付片９１が取り付けられる。コントロールボックス８１は、この形態から、図７に示すように、ベース８５に取り付けられる。一方、冷媒ジャケット８７は、この形態から、図７に示すようにベース８５に取り付けられたブラケット９３に取り付けられる。

　メンテナンス時は、図９に示すように、コントロールボックス８１は、ボックス本体８１Ａが分割部８１Ｂおよびベース８５から取り外される。分割部８１Ｂは、電気回路８３の基板８３Ｂが取り付けられ、かつ冷媒ジャケット８７が取り付けられている。このため、パワー素子８３Ａを含む電気回路８３は、分割部８１Ｂおよび冷媒ジャケット８７を介してブラケット９３に取り付けられたままであり、ベース８５に取り付けられている。従って、冷媒ジャケット８７や電気回路８３をベース８５側に残したままボックス本体８１Ａを取り出し、ボックス本体８１Ａに収容されている構成のメンテナンスを行う。なお、図には明示しないが、電気回路８３の基板８３Ｂから配線されたケーブルは、コネクタを介してボックス本体８１Ａ内の他の基板などに接続されており、ボックス本体８１Ａを分割部８１Ｂおよびベース８５から取り外す際は当該コネクタを外すことで、電気回路８３がボックス本体８１Ａから分離される。

　ここで、図７に示すように、ボックス本体８１Ａと分割部８１Ｂとを接合するネジ１０１Ｂは、ボックス本体８１Ａの内部から取り付けまたは取り外しを行うように設けられる。また、冷媒ジャケット８７とブラケット９３とを接合するネジ１０１Ｉは、コントロールボックス８１とは反対側から取り付けまたは取り外しを行うように設けられる。このコントロールボックス８１とは反対側は、室外機３において壁側など閉鎖された側となる裏側であり、コントロールボックス８１側は、室外機３において開放された側となる表側である。すなわち、組み立て時は、冷凍サイクル装置の設置前であるから室外機３の裏側でも作業が可能であるから、ベース８５に取り付けられたブラケット９３に冷媒ジャケット８７を取り付けることができる。一方、メンテナンス時は、冷凍サイクル装置の設置後であるから室外機３の裏側では作業がし難いため、コントロールボックス８１側で分割部８１Ｂからボックス本体８１Ａの取り外しを行えるようにしている。また、ブラケット９３の裏側であってコントロールボックス８１とは反対側に、比較的故障し難い機器（例えば、電解コンデンサなど）を配置すれば、当該機器がコントロールボックス８１の外側に配置されるので、コントロールボックス８１を小型化することができる。

　このように、本実施形態の冷凍サイクル装置は、基板８３Ｂに設けられたパワー素子８３Ａと、基板８３Ｂが取り付けられるコントロールボックス８１と、コントロールボックス８１の外部に設けられて内部に流通する冷媒によりパワー素子８３Ａを冷却する冷媒ジャケット８７と、冷媒ジャケット８７が取り付けられるブラケット９３と、コントロールボックス８１およびブラケット９３のそれぞれを独立して固定するベース８５と、を備える。

　この冷凍サイクル装置によれば、パワー素子８３Ａを冷却する冷媒ジャケット８７が、基板８３Ｂを介してパワー素子８３Ａが取り付けられるコントロールボックス８１とは独立してブラケット９３でベース８５に固定されている。従って、冷媒が流通することで冷媒配管８７Ａを伝わってきた振動により冷媒ジャケット８７が加振された場合に、この冷媒ジャケット８７の振動をコントロールボックス８１とは独立してブラケット９３が吸収する。この結果、コントロールボックス８１の強度に頼らずパワー素子８３Ａへの振動の伝達を低減することができ、パワー素子８３Ａへの荷重の作用をより低減することができる。

　また、本実施形態の冷凍サイクル装置では、基板８３Ｂは、冷媒ジャケット８７と共にコントロールボックス８１側に着脱可能に設けられ、コントロールボックス８１側に支持される。

　この冷凍サイクル装置によれば、基板８３Ｂおよび冷媒ジャケット８７をコントロールボックス８１側に支持させることで、冷媒ジャケット８７をコントロールボックス８１と一体に組み立てることができる。例えば、冷媒ジャケット８７の内部に冷媒を流通させる冷媒配管８７Ａが冷凍サイクル装置の他所に接続されていない組み立て時に、冷媒ジャケット８７をコントロールボックス８１と一体に組み立てることで組み立て性を向上することができる。

　また、本実施形態の冷凍サイクル装置では、基板８３Ｂは、冷媒ジャケット８７と共にブラケット９３側に着脱可能に設けられ、ブラケット９３側に支持される。

　この冷凍サイクル装置によれば、基板８３Ｂおよび冷媒ジャケット８７をブラケット９３側に支持させることで、基板８３Ｂおよびパワー素子８３Ａを冷媒ジャケット８７と共にブラケット９３側に残してコントロールボックス８１を取り外すことができる。例えば、冷媒ジャケット８７の内部に冷媒を流通させる冷媒配管８７Ａが冷凍サイクル装置の他所に接続された後のメンテナンス時に、冷媒ジャケット８７と冷媒ジャケット８７により冷却されるパワー素子８３Ａおよび基板８３Ｂとを外すことなく残してコントロールボックス８１を取り外すことで、メンテナンス性を向上することができる。

［実施形態３］
　図１０～図１４は、本実施形態に係る冷凍サイクル装置における冷却装置の拡大図である。

　図１０に示すように、冷却装置８０は、コントロールボックス８１を筐体としてその内部に電気回路８３などが収容される。コントロールボックス８１は、ボックス本体８１Ａからなる。ボックス本体８１Ａは、電気回路８３などが収容される筐体部材である。このボックス本体８１Ａは、上述した室外機３の各構成が支持されるベース８５にネジ１０１Ａにより着脱可能に取り付けられる。

　ボックス本体８１Ａは、その筐体部材の内外に貫通する貫通穴８１Ａａが形成されている。そして、ボックス本体８１Ａは、貫通穴８１Ａａを塞ぐように伝熱板９５がネジ１０１Ｂにより着脱可能に取り付けられている。伝熱板９５は、アルミブロックからなる伝熱部材であり、かつ貫通穴８１Ａａを開閉する蓋部材として構成される。

　電気回路８３は、パワー素子８３Ａが基板８３Ｂに設けられて接続されている。基板８３Ｂは、ボックス本体８１Ａとしての筐体部材の内側で、伝熱板９５に対してスペーサ１０１Ｃを介在してネジ１０１Ｄにより着脱可能に取り付けられている。なお、図１１に示すように、基板８３Ｂは、伝熱板９５に形成された凹部９５ａを塞ぐように伝熱板９５に対してネジ１０１Ｌにより着脱可能に取り付けられた支持板９７に対してロッキングサポート１０１Ｅにより着脱可能に取り付けられていてもよい。電気回路８３のパワー素子８３Ａは、ボックス本体８１Ａとしての筐体部材の内側で、伝熱板９５に対して伝熱シート８９を介してネジ１０１Ｇにより着脱可能に取り付けられている。

　冷媒ジャケット８７は、内部に冷媒が流通する冷媒配管８７Ａを有し、当該冷媒配管８７Ａがアルミブロックである伝熱部材８７Ｄの内部に挿入して設けられている。冷媒配管８７Ａは、図１に示すように、室外機３において室外熱交換器１９と室内熱交換器４７との間となる液配管３７Ｃと吸入配管３７Ｅとをバイパスして接続されて液配管３７Ｃから液冷媒の一部が流通される。伝熱部材８７Ｄは、ボックス本体８１Ａとしての筐体部材の外側で、伝熱板９５に対して伝熱シート９６を介してネジ１０１Ｈにより着脱可能に取り付けられている。伝熱部材８７Ｄは、その外縁に、取付片９１がネジ１０１Ｉにより着脱可能に取り付けられている。取付片９１は、伝熱部材８７Ｄの外周に延出するように取り付けられる。この取付片９１は、ブラケット９３に対してネジ１０１Ｊにより着脱可能に取り付けられている。ブラケット９３は、ベース８５に対してネジ１０１Ｋにより着脱可能に取り付けられている。

　このような構成の冷凍サイクル装置は、冷媒ジャケット８７の内部の冷媒配管８７Ａに流通する冷媒により伝熱板９５を介してパワー素子８３Ａが冷却される。これにより、パワー素子８３Ａが動作可能な温度よりも高温にならないようにしている。

　図１２～図１４を参照して上述した構成の組み立ておよびメンテナンス時分解について説明する。

　組み立て時は、図１２に示すように、コントロールボックス８１は、ベース８５に取り付けられる以前に、電気回路８３および伝熱板９５が取り付けられる。その後、図１３に示すように、伝熱板９５に冷媒ジャケット８７の伝熱部材８７Ｄが取り付けられ、かつ伝熱部材８７Ｄに取付片９１が取り付けられる。コントロールボックス８１は、この形態から、図１０に示すように、ベース８５に取り付けられる。一方、冷媒ジャケット８７は、この形態から、図１０に示すようにベース８５に取り付けられたブラケット９３に取り付けられる。

　メンテナンス時は、図１４に示すように、コントロールボックス８１は、ボックス本体８１Ａが伝熱板９５およびベース８５から取り外される。伝熱板９５は、電気回路８３の基板８３Ｂが取り付けられ、かつ冷媒ジャケット８７が取り付けられている。このため、パワー素子８３Ａを含む電気回路８３は、伝熱板９５および冷媒ジャケット８７を介してブラケット９３に取り付けられたままであり、ベース８５に取り付けられている。従って、冷媒ジャケット８７や電気回路８３をベース８５側に残したままボックス本体８１Ａを取り出し、ボックス本体８１Ａに収容されている構成のメンテナンスを行う。なお、図には明示しないが、電気回路８３の基板８３Ｂから配線されたケーブルは、コネクタを介してボックス本体８１Ａ内の他の基板などに接続されており、ボックス本体８１Ａを伝熱板９５およびベース８５から取り外す際は当該コネクタを外すことで、電気回路８３がボックス本体８１Ａから分離される。

　ここで、図１０に示すように、ボックス本体８１Ａと伝熱板９５とを接合するネジ１０１Ｂは、ボックス本体８１Ａの内部から取り付けまたは取り外しを行うように設けられる。また、冷媒ジャケット８７とブラケット９３とを接合するネジ１０１Ｉは、コントロールボックス８１とは反対側から取り付けまたは取り外しを行うように設けられる。このコントロールボックス８１とは反対側は、室外機３において壁側など閉鎖された側となる裏側であり、コントロールボックス８１側は、室外機３において開放された側となる表側である。すなわち、組み立て時は、冷凍サイクル装置の設置前であるから室外機３の裏側でも作業が可能であるから、ベース８５に取り付けられたブラケット９３に冷媒ジャケット８７を取り付けることができる。一方、メンテナンス時は、冷凍サイクル装置の設置後であるから室外機３の裏側では作業がし難いため、コントロールボックス８１側で伝熱板９５からボックス本体８１Ａの取り外しを行えるようにしている。また、ブラケット９３の裏側であってコントロールボックス８１とは反対側に、比較的故障し難い機器（例えば、電解コンデンサなど）を配置すれば、当該機器がコントロールボックス８１の外側に配置されるので、コントロールボックス８１を小型化することができる。

　このように、本実施形態の冷凍サイクル装置は、基板８３Ｂに設けられたパワー素子８３Ａと、基板８３Ｂが取り付けられるコントロールボックス８１と、コントロールボックス８１の外部に設けられて内部に流通する冷媒によりパワー素子８３Ａを冷却する冷媒ジャケット８７と、冷媒ジャケット８７が取り付けられるブラケット９３と、コントロールボックス８１およびブラケット９３のそれぞれを独立して固定するベース８５と、を備える。

　この冷凍サイクル装置によれば、パワー素子８３Ａを冷却する冷媒ジャケット８７が、基板８３Ｂを介してパワー素子８３Ａが取り付けられるコントロールボックス８１とは独立してブラケット９３でベース８５に固定されている。従って、冷媒が流通することで冷媒配管８７Ａを伝わってきた振動により冷媒ジャケット８７が加振された場合に、この冷媒ジャケット８７の振動をコントロールボックス８１とは独立してブラケット９３が吸収する。この結果、パワー素子８３Ａへの振動の伝達を低減することができ、パワー素子８３Ａへの荷重の作用をより低減することができる。

　また、本実施形態の冷凍サイクル装置では、冷媒ジャケット８７とパワー素子８３Ａとは、伝熱板９５を介して互いに取り付けられる。

　この冷凍サイクル装置によれば、冷媒ジャケット８７とパワー素子８３Ａとを伝熱板９５を介して取り付けることで、冷媒が流通することで冷媒配管８７Ａを伝わってきた振動により冷媒ジャケット８７が加振された場合に、この冷媒ジャケット８７の振動を伝熱板９５が吸収する。この結果、コントロールボックス８１の強度に頼らずパワー素子８３Ａへの振動の伝達をより低減することができ、パワー素子８３Ａへの荷重の作用をより低減することができる。

　また、本実施形態の冷凍サイクル装置では、基板８３Ｂは、伝熱板９５を介してコントロールボックス８１に取り付けられる。

　この冷凍サイクル装置によれば、基板８３Ｂが伝熱板９５に取り付けられることで、冷媒が流通することで冷媒配管８７Ａを伝わってきた振動により冷媒ジャケット８７が加振された場合に、この冷媒ジャケット８７の振動を伝熱板９５が吸収すると共に、パワー素子８３Ａと同様に基板８３Ｂにも伝達される。この結果、パワー素子８３Ａと基板８３Ｂとに同一の振動が伝わることにより、パワー素子８３Ａと基板８３Ｂとの接続が外れるようなことを防ぐことができる。

　また、本実施形態の冷凍サイクル装置では、基板８３Ｂは、伝熱板９５を介して冷媒ジャケット８７と共にコントロールボックス８１側に着脱可能に設けられ、コントロールボックス８１側に支持される。

　この冷凍サイクル装置によれば、基板８３Ｂ、伝熱板９５および冷媒ジャケット８７をコントロールボックス８１側に支持させることで、冷媒ジャケット８７をコントロールボックス８１と一体に組み立てることができる。例えば、冷媒ジャケット８７の内部に冷媒を流通させる冷媒配管８７Ａが冷凍サイクル装置の他所に接続されていない組み立て時に、冷媒ジャケット８７をコントロールボックス８１と一体に組み立てることで組み立て性を向上することができる。

　また、本実施形態の冷凍サイクル装置では、基板８３Ｂは、伝熱板９５を介して冷媒ジャケット８７と共にブラケット９３側に着脱可能に設けられ、ブラケット９３側に支持される。

　この冷凍サイクル装置によれば、基板８３Ｂ、伝熱板９５および冷媒ジャケット８７をブラケット９３側に支持させることで、基板８３Ｂおよびパワー素子８３Ａを冷媒ジャケット８７と共にブラケット９３側に残してコントロールボックス８１を取り外すことができる。例えば、冷媒ジャケット８７の内部に冷媒を流通させる冷媒配管８７Ａが冷凍サイクル装置の他所に接続された後のメンテナンス時に、冷媒ジャケット８７と冷媒ジャケット８７により冷却されるパワー素子８３Ａおよび基板８３Ｂとを外すことなく残してコントロールボックス８１を取り外すことで、メンテナンス性を向上することができる。

　ところで、図１５は、本実施形態に係る冷凍サイクル装置の他の例の冷媒回路図である。図１に示す冷凍サイクル装置においては、過冷却熱交換器２７と、過冷却用膨張弁２９と、過冷却用分岐配管３７Ｆとで構成された過冷却回路を含む。この図１に示す構成の場合、冷媒配管８７Ａは、液配管３７Ｃにおいて過冷却用分岐配管３７Ｆを接続した位置よりも液側操作弁３５寄りの位置に接続される。一方、図１５に示す冷凍サイクル装置は、過冷却回路である過冷却熱交換器２７と、過冷却用膨張弁２９と、過冷却用分岐配管３７Ｆとを含まない構成であり、過冷却回路に係わらず液配管３７Ｃに接続される。

　８１　コントロールボックス
　８３Ａ　パワー素子
　８３Ｂ　基板
　８５　ベース
　８７　冷媒ジャケット
　９３　ブラケット
　９５　伝熱板

Claims (7)

1. 　基板に設けられたパワー素子と、
   　前記基板が取り付けられるコントロールボックスと、
   　前記コントロールボックスの外部に設けられて内部に流通する冷媒により前記パワー素子を冷却する冷媒ジャケットと、
   　前記冷媒ジャケットが取り付けられるブラケットと、
   　前記コントロールボックスおよび前記ブラケットのそれぞれを独立して固定するベースと、
   　を備えることを特徴とする冷凍サイクル装置。
2. 　前記基板は、前記冷媒ジャケットと共に前記コントロールボックス側に着脱可能に設けられ、前記コントロールボックス側に支持されることを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
3. 　前記基板は、前記冷媒ジャケットと共に前記ブラケット側に着脱可能に設けられ、前記ブラケット側に支持されることを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
4. 　前記冷媒ジャケットと前記パワー素子とは、伝熱板を介して互いに取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
5. 　前記基板は、前記伝熱板を介して前記コントロールボックスに取り付けられることを特徴とする請求項４に記載の冷凍サイクル装置。
6. 　前記基板は、前記伝熱板を介して前記冷媒ジャケットと共に前記コントロールボックス側に着脱可能に設けられ、前記コントロールボックス側に支持されることを特徴とする請求項４または５に記載の冷凍サイクル装置。
7. 　前記基板は、前記伝熱板を介して前記冷媒ジャケットと共に前記ブラケット側に着脱可能に設けられ、前記ブラケット側に支持されることを特徴とする請求項４または５に記載の冷凍サイクル装置。

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