WO2020017038A1

WO2020017038A1 - 空気調和機の室外機

Info

Publication number: WO2020017038A1
Application number: PCT/JP2018/027336
Authority: WO
Inventors: 建太櫻井
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2018-07-20
Filing date: 2018-07-20
Publication date: 2020-01-23
Also published as: JPWO2020017038A1

Abstract

室外機（１）は、冷媒を圧縮する圧縮機（３）と、熱交換器に外気を送るファン（２）と、直流電圧を昇圧するリアクタ（５）を有し、交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換するコンバータ部（４１）と、直流電力を交流電力に変換し圧縮機（３）を動作させるインバータ部（４２）とを有する回路部（４ａ）と、圧縮機（３）、ファン（２）及び回路部（４ａ）を収容する筐体（１０）と、筐体（１０）の内部の空間をファン側空間（１１）と回路部側空間（１２）とに隔てるセパレータ（６）と、リアクタ（５）に設置されたペルチェ素子と、ペルチェ素子において発生する電力で動作するファンモータと、ファンモータによって駆動され、回路部（４ａ）に冷却風を吹き当てる冷却ファンとを有し、回路部側空間（１２）に配置されたファンユニット（８）とを備え、回路部側空間（１２）は密閉空間である。

Description

空気調和機の室外機

　本発明は、制御基板を冷却するファンユニットを備えた空気調和機の室外機に関する。

　空気調和機の室外機は、圧縮機と制御基板とを備えている。制御基板は、交流電源から供給される特定の周波数の交流電圧を直流電圧に変換するコンバータ部と、コンバータ部が出力する直流電圧を圧縮機に適した周波数の交流電圧に再度変換するインバータ部とを有する。

　コンバータ部は、直流電圧を昇圧するリアクタとスイッチング素子とを備えている。コンバータ部は、交流電圧を直流電圧に変換する際に、発熱する。したがって、空気調和機の室外機は、運転中にコンバータ部を冷却する必要がある。

　特許文献１には、インバータ制御部の半導体素子にペルチェ素子を取り付け、半導体素子で発生した熱をペルチェ素子で電気エネルギーに変換し、ファンを動作させ、インバータ部を冷却する室外機が開示されている。

実開昭６１－１９４１６１号公報

　特許文献１に開示される発明は、室外機の外から取り込んだ空気をインバータ制御部に吹き付けるため、空気に含まれた埃が制御基板に付着し、埃が吸湿することにより基板パターン又は部品が腐食し、断線故障の原因となっていた。

　制御基板の断線故障を防ぐためには、外部から空気の流入がないように密閉構造にすることが有効であるが、外部から空気を取り込まなくても制御基板を冷却できる構造を実現する必要がある。

　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、外部から空気を取り込まなくても制御基板を冷却できる空気調和機の室外機を得ることを目的とする。

　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る空気調和機の室外機は、冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒と空気との熱交換を行う熱交換器に外気を送るファンと、直流電圧を昇圧するリアクタを有し、交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換するコンバータ部と、直流電力を交流電源から供給される交流電力とは異なる周波数の交流電力に変換し圧縮機を動作させるインバータ部とを有する回路部とを有する。本発明に係る空気調和機の室外機は、圧縮機、ファン及び回路部を収容する筐体と、筐体の内部の空間を、ファンが配置されたファン側空間と回路部が配置された回路部側空間とに隔てるセパレータと、リアクタに設置されたペルチェ素子と、ゼーベック効果によりペルチェ素子において発生する電力で動作するファンモータと、ファンモータによって駆動され、回路部に冷却風を吹き当てる冷却ファンとを有し、回路部側空間に配置されたファンユニットとを備える。回路部側空間は密閉空間である。

　本発明に係る空気調和機の室外機は、外部から空気を取り込まなくても制御基板を冷却できるという効果を奏する。

本発明の実施の形態１に係る空気調和機の室外機の構成を示す図実施の形態１に係る空気調和機の室外機の制御基板の冷却構造を示す正面図実施の形態１に係る空気調和機の室外機の制御基板の冷却構造の側面図実施の形態１に係る空気調和機の室外機のファンユニットの上面図本発明の実施の形態２に係る空気調和機の室外機の構成を示す図実施の形態２に係る空気調和機の室外機の制御基板の冷却構造を示す正面図実施の形態２に係る空気調和機の室外機の制御基板の冷却構造の側面図実施の形態２に係る空気調和機の室外機のファンユニットの上面図

　以下に、本発明の実施の形態に係る空気調和機の室外機を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
　図１は、本発明の実施の形態１に係る空気調和機の室外機の構成を示す図である。図２は、実施の形態１に係る空気調和機の室外機の制御基板の冷却構造を示す正面図である。図３は、実施の形態１に係る空気調和機の室外機の制御基板の冷却構造の側面図である。図４は、実施の形態１に係る空気調和機の室外機のファンユニットの上面図である。実施の形態１に係る空気調和機の室外機である室外機１は、冷媒を圧縮する圧縮機３と、不図示の熱交換器に外気を送り込むファン２と、圧縮機３及びファン２を駆動制御する制御回路を搭載した制御基板４とを備えている。制御基板４は、制御回路が搭載される回路部４ａと、冷却フィン４ｃが搭載される冷却部４ｂとを備えている。

　制御基板４は、交流電源から供給される特定の周波数の交流電圧を直流電圧に変換するコンバータ部４１と、コンバータ部４１が出力する直流電圧を圧縮機３に適した周波数の交流電圧に再度変換するインバータ部４２とを有する。インバータ部４２は、コンバータ部４１が出力する直流電圧を交流電源から供給される交流電力とは異なる周波数の交流電力に変換する。コンバータ部４１は、直流電圧を昇圧するリアクタ５とスイッチング素子５１とを備えている。

　室外機１は、ファン２、圧縮機３、制御基板４及びリアクタ５を収容する筐体１０を有する。室外機１は、筐体１０の内部の空間をファン側空間１１と回路部側空間１２とに隔てるセパレータ６を備える。制御基板４の冷却部４ｂは、セパレータ６よりもファン２側であるファン側空間１１に配置されている。ファン２の回転によって生じる気流は冷却フィン４ｃに当たり、制御基板４が冷却される。回路部側空間１２は、密閉空間となっている。

　セパレータ６には、リアクタ５及び制御基板４の冷却に用いるファンユニット８が取り付けられている。ファンユニット８は、リアクタ５の上方に取り付けられている。ファンユニット８は、ファンモータ８ａとファンモータ８ａのシャフトに設置された冷却ファン８ｂとを備えている。

　リアクタ５の鉄心部分にはペルチェ素子７が取り付けられている。

　ペルチェ素子７は、リアクタ５が発する熱をゼーベック効果により電力に変換しファンモータ８ａを駆動させる。ファンモータ８ａが駆動されることにより冷却ファン８ｂが回転して制御基板４に気流が吹き当てられ、制御基板４が冷却される。

　冷却部４ｂに搭載された冷却フィン４ｃは、回路部４ａを間接的には冷却できるが、制御基板４における熱の移動速度がネックとなるため、回路部４ａで発生する熱を冷却フィン４ｃだけで冷却することは難しい。しかし、実施の形態１に係る室外機１は、ファンユニット８が発生させる気流で回路部４ａを直接冷却することもできるため、制御基板４を冷却するのに必要な冷却性能を確保できる。

　実施の形態１に係る空気調和機の室外機１は、制御基板４側の空間内の空気で制御基板４を冷却するため、制御基板４に埃が付着して断線故障の原因となることを抑制できる。したがって、実施の形態１に係る空気調和機の室外機１は、信頼性の向上及び長寿命化を実現できる。

実施の形態２．
　図５は、本発明の実施の形態２に係る空気調和機の室外機の構成を示す図である。図６は、実施の形態２に係る空気調和機の室外機の制御基板の冷却構造を示す正面図である。図７は、実施の形態２に係る空気調和機の室外機の制御基板の冷却構造の側面図である。図８は、実施の形態２に係る空気調和機の室外機のファンユニットの上面図である。実施の形態２に係る室外機１は、ファンユニット８がリアクタ５と一体構造となっている点で、実施の形態１に係る室外機１と相違する。

　実施の形態２に係る室外機１は、ファンユニット８とリアクタ５とが一体になっているため、ファンユニット８及びリアクタ５を個別にセパレータ６に取り付ける必要がない。すなわち、ファンユニット８及びリアクタ５を個別にセパレータ６に取り付ける場合と比較して、取り付け作業の工数を低減することができる。

　以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

　１　室外機、２　ファン、３　圧縮機、４　制御基板、４ａ　回路部、４ｂ　冷却部、４ｃ　冷却フィン、５　リアクタ、６　セパレータ、７　ペルチェ素子、８　ファンユニット、８ａ　ファンモータ、８ｂ　冷却ファン、１０　筐体、１１　ファン側空間、１２　回路部側空間、４１　コンバータ部、４２　インバータ部、５１　スイッチング素子。

Claims

　冷媒を圧縮する圧縮機と、
　前記冷媒と空気との熱交換を行う熱交換器に外気を送るファンと、
　直流電圧を昇圧するリアクタを有し、交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換するコンバータ部と、直流電力を前記交流電源から供給される交流電力とは異なる周波数の交流電力に変換し前記圧縮機を動作させるインバータ部とを有する回路部と、
　前記圧縮機、前記ファン及び前記回路部を収容する筐体と、
　前記筐体の内部の空間を、前記ファンが配置されたファン側空間と前記回路部が配置された回路部側空間とに隔てるセパレータと、
　前記リアクタに設置されたペルチェ素子と、
　ゼーベック効果により前記ペルチェ素子において発生する電力で動作するファンモータと、前記ファンモータによって駆動され、前記回路部に冷却風を吹き当てる冷却ファンとを有し、前記回路部側空間に配置されたファンユニットとを備え、
　前記回路部側空間は密閉空間である空気調和機の室外機。
　前記回路部側空間は、前記筐体と前記セパレータとによって囲まれた空間である請求項１に記載の空気調和機の室外機。
　前記ファンユニットは、前記リアクタと一体構造である請求項１又は２に記載の空気調和機の室外機。