(57)【要約】【課題】電装品冷却に室外ファンモータの風を必要とせずに、室外熱交換器の通風を停止または抑制したまま電装品の冷却が可能な空気調和機を得ること。また、電装品専用の外装箱や蓋を必要とせず、室外ファンからの水の侵入を防止し、かつ電装品燃焼事故発生時の延焼を最小限に防止できる構造を可能にすること。【解決手段】電装品の制御回路を構成する発熱部品を冷凍サイクル内を流れる冷媒と配管、放熱フィンを介して熱交換することより、部品の温度上昇を抑えられ、電装品の専用外装箱及び蓋を用いずに仕切板の内側に収納する事で達成できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、四方弁、室外熱交換器、絞り装置、冷媒配管からなる冷凍サイクルおよび室外ファン、放熱フィンを備えた電装品から成る室内外分離式空気調和機の室外機において、前記冷凍サイクルを構成する冷媒配管と電装品の放熱フィンとの間で熱交換可能な接続を持ち、冷媒との熱交換によって電装品の冷却を確保することを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
請求項１に記載の室外機構成であって、放熱フィンを接触させる冷媒配管の位置が、四方弁と圧縮機の間にあり、冷房運転・暖房運転双方において常時低温冷媒が流れ安定して熱交換が、行えることを特徴とする空気調和機。
【請求項３】
請求項１に記載の室外機構成であって、放熱品を備えた電装品が仕切板によって室外ファンの風路から隔離された空間で冷凍サイクルの冷媒配管と熱的に接続したことを特徴とする空気調和機。
【請求項４】
請求項１に記載の室外機構成であって、電装品内部の発熱部品との熱交換用放熱フィンが、予め冷凍サイクルの冷媒配管と同材質で一体化し、熱伝導率向上した事を特徴とする空気調和機。
【請求項５】
請求項１に記載の室外機構成であって、電装品は専用の電装品外箱及び電装品蓋を必要とせず、絶縁性の固定部品を介して仕切板に固定されていることを特徴とする空気調和機。
【請求項６】
請求項１に記載の室外機構成であって電装品燃焼事故発生時周囲へ延焼を防止する為、外側を構成する部品が難燃性又は金属製かつ電装品保護カバーを一体化した仕切板を備えた事を特徴とする、空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、冷凍サイクル及び放熱を必要とする電装品を備えた空気調和機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空気調和機の室外機電装品の例について図２により説明する。電装品は電子制御部品が実装はんだ付された制御基板１０ｄを、予め電装品箱の内側形状に沿って成形された絶縁性の樹脂ケース１０ｆ内に格納し、更に外側を電装品外箱１０ｇおよび電装品蓋１０ｈにより電子制御部品並びに制御基板を保護している。制御基板１０ｄは、ＩＣやパワートランジスタ、ダイオード、コンデンサー等で構成され、特に、圧縮機１を駆動する電動機に電力を供給するインバータが最大の発熱源である。
【０００３】
放熱フィン１０ａは、熱伝導性の良いアルミニウム等でできており、制御基板１０ｄの発熱部と熱伝導シートやシリコン等で接触熱抵抗が少ない状態で熱的に接続されている。放熱フィン１０ａは、室外ファン８側に配置しており、室外ファン８の回転中によって発生する風にさらされる事により、発熱部品１０ｂ、１０ｃの発した熱は放熱フィン１０ａを介して放熱が行われる。
【０００４】
図３並びに図４は従来の電装品を納めた空気調和期の室外機構造を示す物である。室外機３０の内部は、室外ファン８を正方向に回転させた時に発生する風路に室外熱交換器３及び電装品１０の放熱フィン１０ａを配置する事により、冷媒の熱交換と電装品の冷却を同時に行える構造としている。
【０００５】
更に、空気調和機において、温度を下げる為の除湿運転として冷却、除湿された空気流を、冷凍サイクルの凝縮熱により再加熱する方式の物が知られており、図５の冷凍サイクル系統図の様に室内機側の熱交換器を２つに分け、間に絞り装置７を設ける事で室内機側の熱交換器の一部を凝縮器として制御する空気調和機が知られている。
【０００６】
この機能を有する空気調和機で電装品冷却用のファンを用いずに電装品を冷却し、室外熱交換器の通風を停止または抑制したまま電装品の冷却が可能で、室温と同等以上の吹出温度が得られる再熱除湿運転が可能な空気調和機及び、運転方法（例えば、特許文献１参照）がある。本公知技術では室外ファンと室外熱交換器、室外電装品および放熱フィンの配置は従来通りであるが、室温と同等以上の吹出温度を得る運転方法として室外ファンの回転を制御する方法を挙げている。同じ回転数でも逆回転運転は正回転運転と比較して送風量は低くなり室外熱交換器での熱交換量が抑制できるが電装品の温度上昇を抑えるには十分な送風量が得られる。更に室内の温度を上げる手段として、室外ファンの回転を停止させる運転制御を挙げており、室外ファン停止時の電装品放熱フィンを冷却する手段としては、除湿運転時に得られる室内機からのドレイン水を放熱フィンに散水する方法としている。
【０００７】
また、室外ファンの風を利用せずに電装品内部の発熱部品と冷凍サイクルの低圧サイクル部をヒートパイプで熱的に接続し放熱させる方法（例えば、特許文献２参照）がある。電力用半導体が実装された回路基板は、電気品ボックスに取付ネジにて取り付け固定されている。電力用半導体の放熱部とヒートパイプの一端の間は、アルミニウム等の熱良導性金属よりなる取付金具を介して熱的に接続されている。また、ヒートパイプは電気品ボックスに穿設された貫通孔を貫通して配置され、他の一端には冷凍サイクル低圧部の冷媒配管にアルミニウム等の熱良導性金属よりなる取付金具を介して熱的に接続されている。ヒートパイプの一端が取付金具を介して冷凍サイクルの低圧部の冷媒配管に接続されている。
【０００８】
更に、電気箱に隣接して設けたヒートシンクに、冷媒配管を介して低温冷媒を供給しヒートシンクを冷却する方法（例えば、特許文献３参照）が揚げられるが、低温冷媒を供給する冷媒配管の接続位置が明確に規定されておらず、接続位置によっては運転モードで低温冷媒にはならず、放熱フィンの冷却には不十分と考えられる
【特許文献１】特開２００４−１０１１５４号公報
【特許文献２】特開２０００−２３４７６７号公報
【特許文献３】特開平５−１８７７２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図２の電装品構造では、室内側への接続用端子を室外機の外側に配置し、放熱を必要とする部品を集約して放熱フィンに接続し室外ファンの通風を受ける為、図３及び図４の様に仕切板の外側に放熱フィンを配置する構造としている。電装品内部の回路基板及び部品への水の進入と、発熱・発火事故発生時の延焼を防止するため金属性の電装品外箱と電装品を蓋の中に格納する。室外ファンの通風で電装品の冷却を行う構造では電装品を小型化しても室外機内の配置が制限され、かつ専用の外箱と蓋を廃止することができない。更に室外熱交換器の熱交換量を抑制する為室外ファンの回転数を抑える若しくは停止すると、電装品の冷却が不可能となり発熱部品が破壊するため再熱除湿運転時に室温と同等以上の吹出温度を得ることができない。
【００１０】
特許文献１に記載の方法では、室外ファンの逆回転運転とファン停止により送風量を木目細かく制御する為の制御回路の追加、ファン停止時の冷却を補うためにドレイン水を放熱フィンに散水する為に特別な部品や排水処理機構が必要となり大幅なコストアップとなってしまう。また、基本構造は従来技術と同じであり電装品の配置に制約がある。
【００１１】
特許文献２に記載の方法では、ヒートパイプを用いて前記制御回路と冷凍サイクルの低圧部配管を熱的に接続をして放熱を行うものであるが、具体的には圧縮機吸入側のアキュムレータと制御回路とをヒートパイプによって接続することで制御回路の冷却を行うものである。しかし、アキュムレータに流入する冷媒はガス冷媒であり、ガス冷媒との熱交換は顕熱変化を伴うため、伝熱性能があまりよくないという問題がある。また、熱の移動にヒートパイプを用いるためコストが増大してしまう。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するためには、冷凍サイクルを構成する冷媒配管で冷房運転・暖房運転双方において常時低温冷媒が流れ安定して熱交換が、行える四方弁と圧縮機の間のおいて電装品の放熱フィンと熱的に接続し、冷媒との熱交換により室外ファンの通風無しで電装品からの発熱を吸収し電装品の冷却を確保することが可能である。更に、室外ファンから完全に隔離され金属製の仕切板と外周カバーによって得られた空間に電装品を格納できるため従来必要であった電装品への水進入防止や発熱・発火事故発生時の延焼を防止するための電装品外箱と電装品蓋が廃止できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明を用いる事により、除湿運転時に吹出温度や除湿量を増やすために、室外ファンを停止しても電装品の温度上昇を抑えられる。また、電装品の放熱フィンを室外ファンの空間と完全に分離できるので、室外機内の電装品配置が自由になる。更に電装品が直接室外ファンの風に曝されないので、仕切板によって分離されれば電装品専用箱および蓋が不要となり、部品費削減ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実態例について図１及び図６〜９を用いて説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は本発明における空気調和機の系統図であり運転モードとして冷房、暖房および再熱除湿が可能な構成としている。圧縮機１は、冷房サイクルと暖房サイクルを切換える四方弁２に接続され、四方弁２は室外熱交換器３に冷媒配管によって接続されている。また、室外熱交換器３は、冷房運転及び暖房運転の時に絞り作用を行う電動膨張弁等の第１の絞り装置４を介して二分割された室内熱交換器５、６に接続されている。そして。室内熱交換器６は四方弁２と接続されている。室内熱交換器５及び６は、除湿運転時に絞り作用を行う第２の絞り装置７を介して接続されている。この接続形態によって冷凍サイクルが構成されている。なお、８は室外ファン、９は室内ファンである。圧縮機１、室外ファン８、室内ファン９を制御する電装品１０の放熱フィン１０ａは、四方弁と圧縮機の間の冷媒配管２０ａと熱的に接続されている。電装品１０の発熱部品１０ｂ、１０ｃは冷却が無い場合、最高で暖房運転時に約５０度、冷房運転時には約８０度にまで達する。冷凍サイクルの冷媒循環方向は両運転モードで逆転するため図６に示すごとく、どちらの運転モードでも周囲温度以下の冷媒が流れる圧縮機１と四方弁２の間をつなぐ冷媒配管２０ａの位置に電装品１０の放熱フィン１０ａを接合することで運転中の冷却は可能である。
【００１６】
図７は電装品１０を仕切板１１の内側に配した例である。電装品は専用の外箱や蓋を使用せず、仕切板の一部１１ａに絶縁材等を介し直接取付けられる。従来は室外ファンからの水進入と電装品燃焼事故発生時周囲への延焼を仕切板１１と電装品外箱と電装品蓋で分離していたが、本発明では仕切板の上面をそのまま延長１１ｂすることで、その機能は満たすことが可能である。
【００１７】
図８は電装品１０の放熱フィン１０ａと、冷媒配管２０ａの接合図である。冷媒配管は通常連続した円筒管であり、放熱フィンとの接触面積を上げる為には予め接合する冷媒配管の外形Dと、放熱フィンのフィン間隔Sを一致させる必要がある。
【００１８】
以上、本第１の実施例によれば、除湿運転時に吹出温度や除湿量を増やすために、室外ファンを停止し、圧縮機の能力を大きくしても、前記制御回路部品の温度上昇を抑え、更に電装品を室外ファンの空間と完全に分離できるので、室外機内の電装品配置が自由な空気調和機を提供することができる。
【実施例２】
【００１９】
次に、本発明の第２の実施例を図９及び図１０に基づいて説明する。本実施例における空気調和機の系統図および動作は第１の実施例と同様である。図９は本発明における電装品の放熱構造を一体化した例を示したものである。更に、接触面積が少なく熱伝導が足りない場合には有効であり、実施例１では放熱フィン１０ａは電装品側に、冷媒配管２０ａは冷凍サイクルの配管として存在し組付け時に嵌め合せるものであるが、図１０に示すごとく先に放熱フィン１０ａと冷媒配管２０ａを接合した部品を準備し、電装品を配置する位置に組込んでおいても良い。
【００２０】
また、図１０は専用の外箱や蓋を使用せず電装品を仕切板一部１１ａに取付ける場合の実施例でもある。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明による空気調和機の系統図。
【図２】従来の空気調和機室外機電装品の構造展開図。
【図３】従来の空気調和機室外機構造の平面図。
【図４】従来の空気調和機室外機構造の正面図。
【図５】従来の空気調和機の系統図。
【図６】各運転モード、運転温度での各冷媒配管温度を示す図。
【図７】本発明の実施形態１に係る室外機構造の正面図。
【図８】本発明の実施形態１に係る冷媒配管と放熱フィンの接合断面図。
【図９】本発明の実施形態２に係る放熱構造を一体化した冷媒配管断面図。
【図１０】本発明の実施形態２に係る放熱構造を一体化した電装品組込み図。
【符号の説明】
【００２２】
１…圧縮機、２…四方弁、３…室外熱交換器、４…第１の絞り装置、５…第１の室内熱交換器、６…第２の室内熱交換器、７…第２の絞り装置、８…室外ファン、８ａ…室外ファンモータ、９…室内ファン、１０…室外電装品、１０ａ…放熱フィン、１１…仕切板、２０…冷媒配管、２１…放熱フィン一体の冷媒配管、２１ａ…冷媒流路、３０…空気調和機の室外機、４０…空気調和機の室内機。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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