JP6775684B2 - 室外機 - Google Patents

Description

本発明は、室外機に関し、特に、制御装置の放熱を促すヒートシンクを備えている室外機に関するものである。

冷凍サイクル装置の室外機には、圧縮機等を制御する制御基板が設けられている。制御基板には、例えばインバーター等が設けられている。インバーターは、圧縮機の電動機を駆動する半導体素子等を含む。インバーターは、圧縮機の電動機を駆動すると発熱する。インバーターが発熱すると、インバーターを構成している半導体素子等の寿命が短くなる。また、インバーターが発熱することで、制御基板に設けられているその他の素子も発熱し、その素子の寿命が短くなる。このため、冷凍サイクル装置の室外機には、制御基板の放熱を促すヒートシンクが設けられているものがある。しかし、冷凍サイクル装置の運転時期が夏期である場合等では、ヒートシンクで放熱をしても、許容温度以上に制御基板の温度が上昇してしまう可能性が高まる。

そこで、膨張弁で減圧した冷媒によって、ヒートシンクを冷却する冷凍サイクル装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の冷凍サイクル装置は、ヒートシンクの放熱を促す冷却配管を備えている。この冷却配管は膨張弁よりも冷媒流れ方向の下流側であり、蒸発器よりも冷媒流れ方向の上流側に設けられている。特許文献１に記載の冷凍サイクル装置のヒートシンクは、膨張弁を通過して冷却された冷媒の冷熱を、冷却配管を介して受け取る。

特開２０１２−１２７５９１号公報

特許文献１に記載の冷凍サイクル装置は冷却配管を備えているため、ヒートシンクの冷却を促進することができる。しかし、特許文献１に記載の冷凍サイクル装置は冷却配管を備えているため、膨張弁を通過した冷媒の一部が冷却配管で蒸発してしまう。ここで、冷媒が蒸発することで蒸発器が冷却される。膨張弁を通過した冷媒の一部が冷却配管で蒸発してしまうと、蒸発器における冷媒の蒸発量が低下する。つまり、膨張弁を通過した冷媒の一部が冷却配管で蒸発してしまうと、蒸発器から流出する冷媒のエンタルピーと蒸発器に流入する冷媒のエンタルピーとの差分が小さくなる。したがって、特許文献１に記載の冷凍サイクル装置は冷却配管を備えているため、冷房能力が低下してしまう、という課題がある。

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、冷房能力が低下することを抑制しながら、ヒートシンクの放熱を促進させることができる室外機を提供することを目的としている。

本発明に係る室外機は、風路を含む筐体と、風路に設けられている室外送風機と、筐体に設けられている圧縮機と、フィン及びフィンに接続されている伝熱管を含み、筐体に設けられている室外熱交換器と、圧縮機を制御する制御部を含み、筐体に設けられている制御基板と、筐体の風路に設けられ、制御基板に接触しているヒートシンクと、を備え、室外熱交換器の伝熱管は、室外熱交換器が凝縮器として機能するときに、ガス冷媒又は気液二相冷媒が流れる第１の領域と、第１の領域よりも冷媒流れ方向の下流側に設けられ、室外熱交換器が凝縮器として機能するときに、液単相冷媒が流れるように構成されている第２の領域とを含み、ヒートシンクは、室外熱交換器よりも、風路の空気流れ方向の下流側に配置され、ヒートシンクと第１の領域との間の第１の距離よりも、ヒートシンクと第２の領域との間の第２の距離の方が、短いものである。

本発明に係る室外機によれば、特許文献１の冷却配管のような構成がないため、室外熱交換器における冷媒の蒸発量が低下することを抑制することができる。このため、本発明に係る室外機は、冷房能力が低下することを抑制することができる。また、本発明に係る室外機によれば、ヒートシンクと第１の領域との間の第１の距離よりも、ヒートシンクと第２の領域との間の第２の距離の方が短いので、ヒートシンクにされる空気の温度の上昇が抑制される。このため、本発明に係る室外機はヒートシンクの放熱を促進させることができる。したがって、本発明に係る室外機によれば、冷房能力が低下することを抑制しながら、ヒートシンクの放熱を促進させることができる。

実施の形態１に係る室外機１０１を備えている冷凍サイクル装置１００の冷媒回路構成等の説明図である。 実施の形態１に係る室外機１０１等の模式図である。 実施の形態１に係る室外機１０１の分解斜視図である。 実施の形態１に係る室外機１０１を空気の吹出口１１Ｂ側から見たときの、室外機１０１の模式図である。 実施の形態１に係る室外機１０１を上側から見たときの、室外機１０１の模式図である。 実施の形態１に係る室外機１０１が備えるヒートシンクＨｓ及び制御基板Ｃｎｔ１の斜視図である。 実施の形態１に係る室外機１０１が備える制御部６０の機能ブロック図である。 実施の形態１に係る室外機１０１に設けられている各種構成の配置の説明図である。 室外熱交換器３の構成、及び、室外熱交換器３を流れる冷媒の流れを説明する模式図である。 実施の形態１に係る室外機１０１の変形例の説明図である。 実施の形態２に係る室外機１０１の分解斜視図である。 実施の形態２に係る室外機１０１に設けられている各種構成の配置の説明図である。 実施の形態３に係る室外機に設けられている各種構成の配置の説明図である。 実施の形態３に係る室外機が備える制御部６０の機能ブロック図である。 実施の形態３に係る室外機の制御フローチャートである。 実施の形態４に係る室外機の室外熱交換器の模式図である。 実施の形態４の変形例１に係る室外機の室外熱交換器の説明図である。 実施の形態４の変形例２に係る室外機の室外熱交換器の説明図である。 実施の形態４の変形例３に係る室外機の室外熱交換器の説明図である。 実施の形態４の変形例４に係る室外機の室外熱交換器の説明図である。 実施の形態４の変形例５に係る室外機の室外熱交換器の説明図である。

以下、発明の実態に係る室外機１０１について、図面等を参照しながら説明する。ここで、図１を含め、以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一、またはこれに相当するものであり、以下に記載する実施の形態において共通である。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る室外機１０１を備えている冷凍サイクル装置１００の冷媒回路構成等の説明図である。図１の矢印ＡＲ１は、冷凍サイクル装置１００が暖房運転を実施しているときの冷媒の流れ方向を示し、図１の矢印ＡＲ２は冷凍サイクル装置１００が冷房運転を実施しているときの冷媒の流れ方向を示している。図２は、実施の形態１に係る室外機１０１等の模式図である。なお、実施の形態１では、冷凍サイクル装置１００が空気調和装置であるものとして説明する。

冷凍サイクル装置１００は、室内機１０２と室外機１０１とを備えている。室内機１０２と室外機１０１とは冷媒配管Ｐで接続されている。室外機１０１には、冷媒を圧縮する圧縮機１、流路を切り替える四方弁２、冷媒を減圧させる絞り装置４、空気と冷媒とを熱交換する室外熱交換器３、及び、室外熱交換器３に空気を供給する室外送風機３Ａ等を備えている。室内機１０２は、空気と冷媒とを熱交換する室内熱交換器５、及び室内熱交換器５に空気を供給する室外送風機５Ａを備えている。

冷凍サイクル装置１００は、室外機１０１に設けられている制御基板Ｃｎｔ１と、室内機１０２に設けられている制御基板Ｃｎｔ２を備えている。制御基板Ｃｎｔ１と制御基板Ｃｎｔ２とは通信ができるように通信線（図示省略）で接続されている。冷凍サイクル装置１００は、制御基板Ｃｎｔ１に取り付けられているヒートシンクＨｓと、ヒートシンクＨｓに設けられている第１のセンサーＳＥ１とを備えている。第１のセンサーＳＥ１はヒートシンクＨｓの温度を検出する。また、冷凍サイクル装置１００は、外気温度を検出する第２のセンサーＳＥ２と、室外熱交換器３の温度を検出する第３のセンサーＳＥ３と、室内熱交換器５の温度を検出する第４のセンサーＳＥ４とを備えている。また、冷凍サイクル装置１００は、室内温度を検出する第５のセンサーＳＥ５と、圧縮機１から吐出される冷媒の温度を検出する第６のセンサーＳＥ６とを備えている。

図３は、実施の形態１に係る室外機１０１の分解斜視図である。
図４は、実施の形態１に係る室外機１０１を空気の吹出口１１Ｂ側から見たときの、室外機１０１の模式図である。
図５は、実施の形態１に係る室外機１０１を上側から見たときの、室外機１０１の模式図である。なお、図中のＺ方向は室外機１０１の高さ方向であり、図中のＹ方向は室外機１０１を通過する空気流れ方向であり、図中のＸ方向はＺ方向及びＹ方向に直交する方向である。Ｘ方向及びＹ方向は水平面に平行である。

室外機１０１は、風路ＳＰ１及び圧縮機室ＳＰ２を含む筐体１００ａを備えている。筐体１００ａには、圧縮機１、室外熱交換器３及び室外送風機３Ａ等が設けられている。筐体１００ａは、室外熱交換器３及び室外送風機３Ａの上側に設けられている第１のパネル１０と、空気の吹出口１１Ｂが形成されている第２のパネル１１と、室外機１０１外の空間と圧縮機室ＳＰ２とを区画する第３のパネル１２とを備えている。また、筐体１００ａは、風路ＳＰ１と圧縮機室ＳＰ２とを区画する仕切板１５を備えている。また、筐体１００ａは、圧縮機１及び室外熱交換器３等を支持する底板１４を備えている。更に、筐体１００ａはバルブ１７を収容するカバー１３を備えている。第２のパネル１１にはファングリル１１Ａが設けられている。

室外機１０１は、バルブ１７と、バルブ１７が取り付けられるバルブ取付板１８とを備えている。バルブ１７には冷媒配管Ｐ（図１及び図２参照）の端部が取り付けられる。

室外機１０１は、室外送風機３Ａを支持するモーターサポート３Ａ１を備えている。モーターサポート３Ａ１は室外熱交換器３に取り付けられている。室外送風機３Ａは、複数の羽根３Ｂ１と、ボス３Ｂ２と、電動機３Ｃと、シャフト３Ｄとを備えている。羽根３Ｂ１は、ボス３Ｂ２に放射状に設けられている。シャフト３Ｄの一端部はボス３Ｂ２に固定され、シャフト３Ｄの他端部は電動機３Ｃに固定されている。電動機３Ｃはモーターサポート３Ａ１に取り付けられている。

仕切板１５は、室外熱交換器３及び室外送風機３Ａ等が配置される風路ＳＰ１と、圧縮機１等が配置される圧縮機室ＳＰ２とを区画している。仕切板１５には取付板１６が固定されている。取付板１６には、制御基板Ｃｎｔ１が取り付けられている。取付板１６、ヒートシンクＨｓ及び制御基板Ｃｎｔ１は、風路ＳＰ１に設けられている。ヒートシンクＨｓは制御基板Ｃｎｔ１に接触している。ヒートシンクＨｓは制御基板Ｃｎｔ１に接触しているので、制御基板Ｃｎｔ１の放熱が促進される。また、ヒートシンクＨｓは、風路ＳＰ１の空気流れ方向の下流側に配置されている。このため、室外送風機３Ａが運転している場合にはヒートシンクＨｓに空気が供給され、ヒートシンクＨｓの放熱が促進される。なお、ヒートシンクＨｓに供給される空気は、室外熱交換器３を通過している。冷凍サイクル装置１００が冷房運転を実施している場合には室外熱交換器３は凝縮器として機能する。このため、冷凍サイクル装置１００が冷房運転を実施している場合には室外熱交換器３を通過した空気は温度が上昇する。冷凍サイクル装置１００はヒートシンクＨｓの放熱をより促進させることができるように、ヒートシンクＨｓには温度上昇量が小さい空気が供給される。

図６は、実施の形態１に係る室外機１０１が備えるヒートシンクＨｓ及び制御基板Ｃｎｔ１の斜視図である。

制御基板Ｃｎｔ１は、半導体素子を含むインバーターＥを備えている。インバーターＥの半導体素子は、例えばパワー半導体である。インバーターＥは圧縮機１に設けられている電動機を駆動する機能を有する。インバーターＥは、電源側の回路と、圧縮機１の電動機側の回路とに電気的に接続されている。外気温度が高い条件下では、その分、室内の熱負荷が高くなっている。このため、外気温度が高い条件下で冷凍サイクル装置１００が冷房運転を実施する場合には、通常、制御基板Ｃｎｔ１は圧縮機１の回転数を高く設定する。これにより、室内機１０２は室内温度を室内の設定温度にすみやかに近づけることができる。ここで、圧縮機１の回転数を高くすると、電源側の回路の電流（一次側電流）がその分増大する。このため、外気温度が高い条件下で冷凍サイクル装置１００が冷房運転を実施する場合には、インバーターＥの発熱量が増大する。

インバーターＥの発熱量が増大すると、インバーターＥを構成している半導体素子の温度が上昇し、インバーターＥの寿命が短くなってしまう。また、インバーターＥが発熱することで、インバーターＥの周りの素子の温度も上昇し、その素子の寿命も短くなってしまう。このため、インバーターＥにはヒートシンクＨｓが設けられている。これにより、インバーターＥの放熱が促される。また、ヒートシンクＨｓは風路ＳＰ１に配置されているので、ヒートシンクＨｓには空気が供給され、ヒートシンクＨｓの放熱は更に促進される。

図７は、実施の形態１に係る室外機１０１が備える制御部６０の機能ブロック図である。
制御基板Ｃｎｔ１は制御部６０を備えている。制御部６０は、各種情報を記憶するメモリ６１と、センサー信号が入力される入力部６２と、各種の演算を行う処理部６３と、圧縮機１等を制御する制御信号を出力する出力部６４とを備えている。

入力部６２は第１のセンサーＳＥ１、第２のセンサーＳＥ２、第３のセンサーＳＥ３及び第６のセンサーＳＥ６からのセンサー信号が入力される。また、入力部６２には室内機１０２に設けられている制御基板Ｃｎｔ２の制御部７０から出力される情報も入力される。処理部６３は動作制御部６３Ａを備えている。動作制御部６３Ａは、入力部６２から取得した情報に基づいて圧縮機１等を制御する制御信号を生成する。出力部６４は、処理部６３で生成された制御信号を圧縮機１等へ出力する。

制御部６０に含まれる各機能部は、専用のハードウェア、又は、メモリ６１に格納されるプログラムを実行するＭＰＵ（Micro Processing Unit）で構成される。制御部６０が専用のハードウェアである場合、制御部６０は、例えば、単一回路、複合回路、ＡＳＩＣ（application specific integrated circuit）、ＦＰＧＡ（field-programmable gate array）、またはこれらを組み合わせたものが該当する。制御部６０が実現する各機能部のそれぞれを、個別のハードウェアで実現してもよいし、各機能部を一つのハードウェアで実現してもよい。制御部６０がＭＰＵの場合、制御部６０が実行する各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、又は、ソフトウェアとファームウェアとの組み合わせ、により実現される。ソフトウェア及びファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ６１に格納される。ＭＰＵは、メモリ６１に格納されたプログラムを読み出して実行することにより、制御部６０の各機能を実現する。メモリ６１は、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリである。

図８は、実施の形態１に係る室外機１０１に設けられている各種構成の配置の説明図である。図９は、室外熱交換器３の構成、及び、室外熱交換器３を流れる冷媒の流れを説明する模式図である。なお、室外熱交換器３には図示省略の分配器が取り付けられている。分配器を通った冷媒は、冷媒Ｒ１と冷媒Ｒ２とに分岐する。冷媒Ｒ１は領域Ｒｇ１ａの伝熱管３ａに流入し、冷媒Ｒ２は領域Ｒｇ１ｂの伝熱管３ａに流入する。

室外熱交換器３は伝熱管３ａと複数のフィン３ｂとを含む。伝熱管３ａは、室外熱交換器３が凝縮器として機能するときに、ガス冷媒又は気液二相冷媒が流れる第１の領域Ｒｇ１と、第１の領域Ｒｇ１よりも冷媒流れ方向の下流側に設けられ、液単相冷媒が流れるように構成されている第２の領域Ｒｇ２とを含む。実施の形態１では、第１の領域Ｒｇ１は領域Ｒｇ１ａ及び領域Ｒｇ１ｂを含む。領域Ｒｇ１ａ及び領域Ｒｇ１ｂのいずれもが、第２の領域Ｒｇ２よりも冷媒流れ方向の上流側に設けられている。伝熱管３ａには領域Ｒｇ１ａ及び領域Ｒｇ１ｂが並列に設けられている。

第１の領域Ｒｇ１の領域Ｒｇ１ａは、冷媒が流入する入口ＩＮ１と、冷媒が流出する出口Ｏｕｔ１を含む。入口ＩＮ１は領域Ｒｇ１ａの最上流部であり、出口Ｏｕｔ１は領域Ｒｇ１ａの最下流部である。室外熱交換器３に流入する冷媒Ｒ１は、領域Ｒｇ１ａの入口ＩＮ１及び出口Ｏｕｔ１を通って、配管３ｃに流入する。
第１の領域Ｒｇ１の領域Ｒｇ１ｂは、冷媒が流入する入口ＩＮ２と、冷媒が流出する出口Ｏｕｔ２を含む。入口ＩＮ２は領域Ｒｇ１ｂの最上流部であり、出口Ｏｕｔ２は領域Ｒｇ１ｂの最下流部である。室外熱交換器３に流入する冷媒Ｒ２は、領域Ｒｇ１ｂの入口ＩＮ２及び出口Ｏｕｔ２を通って、配管３ｃに流入する。配管３ｃでは、領域Ｒｇ１ａの出口Ｏｕｔ１から流出した冷媒と、領域Ｒｇ１ｂの出口Ｏｕｔ２から流出した冷媒と、が合流する。
第２の領域Ｒｇ２は、冷媒が流入する入口ＩＮ３と、冷媒が流出する出口Ｏｕｔ３を含む。入口ＩＮ３は第２の領域Ｒｇ２の最上流部であり、出口Ｏｕｔ３は第２の領域Ｒｇ２の最下流部である。配管３ｃを流れる冷媒Ｒ３は、第２の領域Ｒｇ２の入口ＩＮ３及び出口Ｏｕｔ３を通る。そして、冷凍サイクル装置１００が冷房運転をしている場合には、出口Ｏｕｔ３から流出した冷媒Ｒ４は、絞り装置４（図１参照）に流入する。

ヒートシンクＨｓに供給される空気Ａｉｒは室外熱交換器３を通過している。冷凍サイクル装置１００が冷凍運転を実施している場合には室外熱交換器３は凝縮器として機能している。したがって、空気Ａｉｒは室外熱交換器３を通過することで温度が上昇する。制御基板Ｃｎｔ１は外気温度が高くなるほど圧縮機１の回転数を増大させるので、外気温度が高くなるほど室外熱交換器３の凝縮温度が上昇する。また、外気温度が高くなるほど、室外熱交換器３に供給される前の空気Ａｉｒの温度が高い。このため、外気温度が高くなるほど、ヒートシンクＨｓの放熱を促進させにくくなる。

冷媒が第１の領域Ｒｇ１に流入すると、空気Ａｉｒは冷媒から凝縮潜熱を受け取って温度上昇し、冷媒は液化する。このとき、空気Ａｉｒが冷媒から受け取る熱は潜熱であるため、冷媒の温度は変化しない。冷媒は第１の領域Ｒｇ１から第２の領域Ｒｇ２へ流入するときには液単相になっている。冷媒が第２の領域Ｒｇ２に流入すると、空気Ａｉｒは冷媒から顕熱を受け取って温度上昇し、冷媒の温度は低下する。このため、第１の領域Ｒｇ１を流れる冷媒の温度よりも、第２の領域Ｒｇ２を流れる冷媒の温度の方が低い。したがって、第１の領域Ｒｇ１を通過した空気Ａｉｒの温度よりも、第２の領域Ｒｇ２を通過した空気Ａｉｒの温度の方が低い。ヒートシンクＨｓと第１の領域Ｒｇ１との間の第１の距離よりも、ヒートシンクＨｓと第２の領域Ｒｇ２との間の第２の距離の方が、短い。これにより、第１の距離よりも第２の距離が長い場合よりも、ヒートシンクＨｓの放熱が促進される。

第２の領域Ｒｇ２は第１の領域Ｒｇ１よりも上側に配置されている。実施の形態１では、第２の領域Ｒｇ２は室外熱交換器３のうちの最上部に設けられている。第２の領域Ｒｇ２の上端の高さは、高さ座標ｈ１で表される。第２の領域Ｒｇ２の下端及び第１の領域Ｒｇ１の上端の高さは、高さ座標ｈ２で表される。領域Ｒｇ１ａの下端及び領域Ｒｇ１ｂの上端の高さは、高さ座標ｈ３で表される。ヒートシンクＨｓは、高さ座標ｈ１よりも下側であり高さ座標ｈ２よりも上側に配置されている。制御基板Ｃｎｔ１も、高さ座標ｈ１よりも下側であり高さ座標ｈ２よりも上側に配置されている。なお、高さ座標ｈ１、高さ座標ｈ２及び高さ座標ｈ３の基準は、例えば底板１４にすることができる。

室外熱交換器３の伝熱管３ａは、水平方向に平行な複数の水平部ｔを含む。水平部ｎは、水平面に平行な配管である。実施の形態１において、室外熱交換器３の水平部ｎの合計本数は４８である。水平部ｔは、第１の領域Ｒｇ１に設けられている第１の水平部ｎＡと、第２の領域Ｒｇ２に設けられている第２の水平部ｎＢとを含む。第１の水平部ｎＡ及び第２の水平部ｎＢは、水平面に平行に延びる配管である。第１の領域Ｒｇ１の領域Ｒｇ１ａの水平部の本数は２０本である。第１の領域Ｒｇ１の領域Ｒｇ１ｂの水平部の本数は２０本である。したがって、第１の水平部ｎＡの本数は４０本である。また、第２の水平部ｎＢの本数は８本である。したがって、第２の水平部ｎＢの本数は第１の水平部ｎＡの本数よりも少ない。ここで、第２の水平部ｎＢの本数が８本であることについて説明する。図９に示すように、第２の領域Ｒｇ２の伝熱管３ａは、水平部ｎ１、水平部ｎ２、水平部ｎ３、水平部ｎ４、水平部ｎ５、水平部ｎ６、水平部ｎ７及び水平部ｎ８を備えている。水平部ｎ１、水平部ｎ２、水平部ｎ３、水平部ｎ４、水平部ｎ５、水平部ｎ６、水平部ｎ７及び水平部ｎ８の各々が、第２の水平部ｎＢである。このように、第２の水平部ｎＢの本数は８本である。また、第１の水平部ｎＡについても第２の水平部ｎＢと同じ要領で本数を数えることができ、第１の水平部ｎＡの本数は４０本となる。ここで、冷媒は、第２の領域Ｒｇ２の入口ＩＮ３に流入すると、水平部ｎ１に流入する。水平部ｎ１に流入した冷媒は、水平部ｎ２、水平部ｎ３、水平部ｎ４、水平部ｎ５、水平部ｎ６、水平部ｎ７及び水平部ｎ８に順番に流入する。

第２の領域Ｒｇ２では液単相の冷媒の温度を下げ、冷媒に過冷却度をつけている。第２の領域Ｒｇ２は液単相の冷媒に過冷却度を予め定められた量、つけることができればよい。実施の形態１では、第２の領域Ｒｇ２の伝熱管３ａの本数は、第１の領域Ｒｇ１の伝熱管３ａの本数よりも少なくしている。これにより、第１の領域Ｒｇ１では冷媒がより確実に液化される。したがって、第２の領域Ｒｇ２には、第１の領域Ｒｇ１から液単相の冷媒がより確実に供給される。

図１０は、実施の形態１に係る室外機１０１の変形例の説明図である。変形例では、第２の領域Ｒｇ２は第１の領域Ｒｇ１の領域Ｒｇ１ａと領域Ｒｇ１ｂとの間に配置されている。領域Ｒｇ１ａの上端の高さは、高さ座標ｈ１１で表される。第２の領域Ｒｇ２の上端及び領域Ｒｇ１ａの下端の高さは、高さ座標ｈ１２で表される。第２の領域Ｒｇ２の下端及び領域Ｒｇ１ｂの上端の高さは、高さ座標ｈ１３で表される。ヒートシンクＨｓは、高さ座標ｈ１２よりも下側であり高さ座標ｈ１３よりも上側に配置されている。制御基板Ｃｎｔ１も、高さ座標ｈ１２よりも下側であり高さ座標ｈ１３よりも上側に配置されている。なお、高さ座標ｈ１１、高さ座標ｈ１２及び高さ座標ｈ１３の基準は、例えば底板１４にすることができる。変形例では、ヒートシンクＨｓの高さは、電動機３Ｃのボス３Ｂ２の高さと同じである。羽根３Ｂ１の先端に向かって流れる空気Ａｉｒの流量よりも、ボス３Ｂ２に向かって流れる空気Ａｉｒの流量の方が、大きい。したがって、変形例では、ヒートシンクＨｓに供給する空気Ａｉｒの流量を増大させることができ、ヒートシンクＨｓの放熱の効率が上昇する。

実施の形態１の効果を説明する。室外機１０１は、特許文献１の冷却配管のような構成がない。このため、室外機１０１の室外熱交換器３では冷媒の蒸発量の低下が抑制される。したがって、室外機１０１の冷房能力の低下が抑制される。

実施の形態１において、ヒートシンクＨｓと第１の領域Ｒｇ１との間の第１の距離よりも、ヒートシンクＨｓと第２の領域Ｒｇ２との間の第２の距離の方が、短い。このため、第１の領域Ｒｇ１を通過してヒートシンクＨｓに供給される空気の量よりも、第２の領域Ｒｇ２を通過してヒートシンクＨｓに供給される空気の量の方が多くなる。
ここで、冷凍サイクル装置１００が冷房運転を実施している場合には、室外熱交換器３は凝縮器として機能する。このため、室外熱交換器３を通過する空気は、室外熱交換器３を流れる冷媒の凝縮潜熱を受け取る。したがって、空気は室外熱交換器３を通過すると温度が上昇する。しかし、第２の領域Ｒｇ２は液単相冷媒が供給されるように構成されており、冷媒は第２の領域Ｒｇ２を流れる過程で温度が低下する。このため、室外熱交換器３に供給される空気は、第２の領域Ｒｇ２を通過するときに温度の上昇が抑制される。ヒートシンクＨｓには温度の上昇が抑制された空気が供給されるので、室外機１０１はヒートシンクＨｓの放熱を促進させることができる。したがって、実施の形態１に係る室外機１０１は、冷房能力が低下することを抑制しながら、ヒートシンクＨｓの放熱を促進させることができる。

実施の形態２．
図１１は、実施の形態２に係る室外機１０１の分解斜視図である。図１２は、実施の形態２に係る室外機１０１に設けられている各種構成の配置の説明図である。実施の形態２では実施の形態１と共通する構成については同一符号を付し、実施の形態１とは相違する内容を説明する。実施の形態２は、実施の形態１の構成に加えて、遮蔽部材１９を備えている。

室外熱交換器３を通過する空気Ａｉｒの流れ方向は、Ｙ方向に平行であるとは限らない。つまり、第１の領域Ｒｇ１に流入した空気Ａｉｒは、上昇して、ヒートシンクＨｓに供給される場合がある。ここで、実施の形態１で説明したように、第１の領域Ｒｇ１を通過した空気Ａｉｒの温度よりも、第２の領域Ｒｇ２を通過した空気Ａｉｒの温度の方が低い。したがって、第１の領域Ｒｇ１に流入した空気Ａｉｒが上昇してヒートシンクＨｓに供給されると、ヒートシンクＨｓの放熱を促進させにくくなる。

実施の形態２に係る室外機１０１は、ヒートシンクＨｓの下に設けられている板状の遮蔽部材１９を備えている。遮蔽部材１９はＸ−Ｙ平面に平行に設けられている。遮蔽部材１９は仕切板１５に固定されている。また、遮蔽部材１９の高さは、第２の領域Ｒｇ２の下端の高さ座標ｈ２と同じである。

実施の形態２の効果を説明する。実施の形態２に係る室外機１０１は遮蔽部材１９を備えているので、第１の領域Ｒｇ１に流入した空気ＡｉｒがヒートシンクＨｓに供給されることを抑制することができる。これにより、実施の形態２に係る室外機１０１は、ヒートシンクＨｓの放熱をより確実に促進させることができる。

実施の形態３．
図１３は、実施の形態３に係る室外機に設けられている各種構成の配置の説明図である。実施の形態３では実施の形態１、２と共通する構成については同一符号を付し、実施の形態１、２とは相違する内容を説明する。実施の形態３は、実施の形態１の構成に加えて、流路切替装置２０を備えている。つまり、実施の形態３に係る室外機は、冷媒を減圧する絞り装置４と伝熱管３ａとに接続されている流路切替装置２０を備えている。

流路切替装置２０は、流入口ａ、第１の流出口ｂ及び第２の流出口ｃを備えている。流入口ａは、第１の領域Ｒｇ１の伝熱管３ａの最下流部に接続されている。より詳細には、流入口ａは、配管３ｃに接続されている。第１の流出口ｂは、第２の領域Ｒｇ２の伝熱管３ａの最上流部に接続されている。より詳細には、第１の流出口ｂは配管３ｃ１を介して第２の領域Ｒｇ２の入口ＩＮ３に接続されている。第２の流出口ｃは、絞り装置４に接続されている。より詳細には、第２の流出口ｃは配管３ｃ２に接続されている。また、配管３ｃ２は出口Ｏｕｔ３に接続されている。更に、配管３ｃ２は絞り装置４に接続されている。

図１４は、実施の形態３に係る室外機が備える制御部６０の機能ブロック図である。制御基板Ｃｎｔ１の制御部６０は、ヒートシンクＨｓの温度に基づいて流路切替装置２０を制御する。つまり、制御部６０は第１のセンサーＳＥ１（図１、図４及び図５参照）からヒートシンクＨｓの温度に係るセンサー信号を取得する。制御部６０は取得したセンサー信号に基づいて流路切替装置２０を制御する。第１のセンサーＳＥ１は本発明の温度センサーに対応する。制御部６０の処理部６３は判定部６３Ｂを備えている。判定部６３Ｂは第１のセンサーＳＥ１から取得したヒートシンクＨｓの温度と、予め定められている基準温度と、を比較する機能を有する。実施の形態３において、予め定められている基準温度には、第１の基準温度Ｔ１と、第１の基準温度Ｔ１よりも低い第２の基準温度Ｔ２が含まれる。予め定められている基準温度は、メモリ６１に格納されている。第１の基準温度Ｔ１は、インバーターＥ等が壊れてしまうことがないように設けられた温度である。第２の基準温度Ｔ２は、インバーターＥ等が壊れてしまうことはないが、半導体素子等の寿命を長くするために設けられた基準温度である。

図１５は、実施の形態３に係る室外機の制御フローチャートである。なお、図１５の説明では、第１のセンサーＳＥ１から取得したヒートシンクＨｓの温度は、ヒートシンクＨｓの温度Ｔｆと略記する。制御基板Ｃｎｔ１の制御部６０は、ヒートシンクＨｓの温度Ｔｆを取得する（ステップＳ１）。

制御基板Ｃｎｔ１の制御部６０は、ヒートシンクＨｓの温度Ｔｆが第１の基準温度Ｔ１よりも高いか否かを判定する（ステップＳ２）。制御基板Ｃｎｔ１の制御部６０は、ヒートシンクＨｓの温度Ｔｆが第１の基準温度Ｔ１よりも高い場合には、第１の流出口ｂを閉とし、第２の流出口ｃを開とする（ステップＳ３）。ステップＳ３に制御が移行する場合は、制御基板Ｃｎｔ１の半導体素子等が壊れてしまうことを回避する場合である。第１の流出口ｂを閉となるので、第２の領域Ｒｇ２には冷媒が流れない。このため、第２の領域Ｒｇ２は凝縮器として機能しない。このため、第２の領域Ｒｇ２を通過した空気は温度上昇が抑制されている。つまり、ヒートシンクＨｓには外気温度と同程度の温度の空気が供給される。このため、ヒートシンクＨｓの放熱の効率が向上する。

制御基板Ｃｎｔ１の制御部６０は、ヒートシンクＨｓの温度Ｔｆが第１の基準温度Ｔ１以下であり、且つ、第２の基準温度Ｔ２よりも高いか否かを判定する（ステップＳ４）。制御基板Ｃｎｔ１の制御部６０は、ヒートシンクＨｓの温度が、第１の基準温度Ｔ１以下であり、且つ、第２の基準温度Ｔ２よりも高い場合には、第１の流出口ｂ及び第２の流出口ｃを開とする（ステップＳ５）。ステップＳ５に制御が移行する場合は、制御基板Ｃｎｔ１の半導体素子等が壊れてしまう可能性は低いが、ヒートシンクＨｓの放熱の効率を向上させた方がよい場合である。第１の流出口ｂ及び第２の流出口ｃを開とするため、冷凍サイクル装置１００が冷房運転を実施している場合には、一部の冷媒は第２の領域Ｒｇ２に流れ、残りの冷媒は絞り装置４に流れる。一部の冷媒は第２の領域Ｒｇ２に流れるため、第２の領域Ｒｇ２は凝縮器として機能する。このため、冷媒に過冷却度をつけることができる。また、全部の冷媒が第２の領域Ｒｇ２に流れるわけではないので、第２の領域Ｒｇ２を通過した空気は温度上昇が抑制されている。つまり、ヒートシンクＨｓには、温度の上昇が抑制された空気が供給される。このため、ステップＳ５では、ステップＳ３におけるヒートシンクＨｓの放熱の効率には劣るが、ヒートシンクＨｓの放熱の効率が向上する。

制御基板Ｃｎｔ１の制御部６０は、ヒートシンクＨｓの温度が第２の基準温度Ｔ２以下である場合には、第１の流出口ｂを開とし、第２の流出口ｃを閉とする（ステップＳ６）。ステップＳ６に制御が移行する場合は、制御基板Ｃｎｔ１の半導体素子等が壊れてしまう可能性がステップＳ５よりも更に低い場合である。第１の流出口ｂを開とし、第２の流出口ｃを閉とするため、第１の領域Ｒｇ１から流出した冷媒の全てが、第２の領域Ｒｇ２に流入する。このため、冷媒に過冷却度をより確実につけることができる。

実施の形態３の効果を説明する。制御部６０は、ヒートシンクＨｓの温度Ｔｆに応じて流路切替装置２０を制御する。すなわち、制御部６０が上述のステップＳ３及びステップＳ５で説明したように流路切替装置２０を制御することで、制御基板Ｃｎｔ１の半導体素子等が壊れてしまうことを回避することができる。また、制御部６０が上述のステップＳ５及びステップＳ６で説明したように流路切替装置２０を制御することで、ヒートシンクＨｓの放熱の効率が向上する。更に、制御部６０が上述のステップＳ６で説明したように流路切替装置２０を制御することで、冷媒に過冷却度をより確実につけることができる。

実施の形態４．
図１６は、実施の形態４に係る室外機の室外熱交換器３０の模式図である。実施の形態４では実施の形態１〜３と共通する構成については同一符号を付し、実施の形態１〜３とは相違する内容を説明する。実施の形態４では、第１の領域Ｒｇ１の通風抵抗よりも、第２の領域Ｒｇ２の通風抵抗の方が小さい。通風抵抗は圧力損失と相関関係を有する。つまり、通風抵抗が大きくなると、圧力損失も大きくなる。ここで、圧力損失は、次の（式）ように表すことができる。

ΔＰ＝λ×Ｑ^２ ・・・（式）

なお、ΔＰは、室外熱交換器３０の上流側の圧力と室外熱交換器３０の下流側の圧力との差である。つまり、ΔＰは室外熱交換器３０を通過する空気の圧力損失である。λは、空気密度、室外熱交換器３０の空気流れ方向に直交する断面積、及び抵抗係数等に基づいて定まる係数である。Ｑは、室外熱交換器３０を通過する空気の風量である。

室外熱交換器３０のフィン３ｂは第１の領域Ｒｇ１の伝熱管３ａが固定されている第１のフィンｆｎ１と、第１の領域Ｒｇ１の伝熱管３ａが固定され、第１のフィンｆｎ１にフィンピッチＤ１をあけて向かい合う第１のフィンｆｎ２とを備えている。第１のフィンｆｎ１及び第１のフィンｆｎ２は、第１の領域Ｒｇ１の伝熱管３ａが固定されている、隣接する任意のフィンである。また、フィン３ｂは第２の領域Ｒｇ２の伝熱管３ａが固定されている第２のフィンｆｎ３と、第２の領域Ｒｇ２の伝熱管３ａが固定され、第２のフィンｆｎ３にフィンピッチＤ２をあけて向かい合う第２のフィンｆｎ４とを含む。第２のフィンｆｎ３及び第２のフィンｆｎ４は、第２の領域Ｒｇ２の伝熱管３ａが固定されている、隣接する任意のフィンである。

実施の形態４の効果を説明する。実施の形態４では、フィンピッチＤ２は、フィンピッチＤ１よりも広い。これにより、第１の領域Ｒｇ１の通風抵抗よりも、第２の領域Ｒｇ２の通風抵抗の方が小さくなる。これにより、第２の領域Ｒｇ２の単位面積を通過する空気の流量が、第１の領域Ｒｇ１の単位面積を通過する空気の流量よりも、増大する。したがって、ヒートシンクＨｓに供給される空気の流量が増加し、ヒートシンクＨｓの放熱を促進することができる。

図１７は、実施の形態４の変形例１に係る室外機の室外熱交換器３１の説明図である。実施の形態４では、フィンピッチＤ２がフィンピッチＤ１よりも広い態様を説明したがそれに限定されるものではない。図１７に示すように、第２の領域Ｒｇ２の伝熱管３ａのＺ方向のピッチｐｔ２が、第１の領域Ｒｇ１の伝熱管３ａのＺ方向のピッチｐｔ１よりも大きくてもよい。実施の形態４の変形例１においても、第２の領域Ｒｇ２の通風抵抗は、第１の領域Ｒｇ１の通風抵抗よりも小さくなる。

図１８は、実施の形態４の変形例２に係る室外機の室外熱交換器３２の説明図である。図１８に示すように、第２の領域Ｒｇ２の伝熱管３ａのＹ方向のピッチｐｔ４が、第１の領域Ｒｇ１の伝熱管３ａのＹ方向のピッチｐｔ３よりも大きくてもよい。実施の形態４の変形例２においても、第２の領域Ｒｇ２の通風抵抗は、第１の領域Ｒｇ１の通風抵抗よりも小さくなる。

図１９は、実施の形態４の変形例３に係る室外機の室外熱交換器３３の説明図である。図１９に示すように、第２の領域Ｒｇ２におけるフィン３ｂのＹ方向の幅Ｗ２が、第１の領域Ｒｇ１におけるフィン３ｂのＹ方向の幅Ｗ１よりも、狭くてもよい。実施の形態４の変形例３においても、第２の領域Ｒｇ２の通風抵抗は、第１の領域Ｒｇ１の通風抵抗よりも小さくなる。

図２０は、実施の形態４の変形例４に係る室外機の室外熱交換器３４の説明図である。図２０に示すように、第２の領域Ｒｇ２における伝熱管３ａのＹ方向の列数が、第１の領域Ｒｇ１における伝熱管３ａのＹ方向の列数よりも、少なくてもよい。実施の形態４の変形例４においても、第２の領域Ｒｇ２の通風抵抗は、第１の領域Ｒｇ１の通風抵抗よりも小さくなる。図２０では、第２の領域Ｒｇ２における伝熱管３ａのＹ方向の列数が１となっており、第１の領域Ｒｇ１における伝熱管３ａのＹ方向の列数が２となっている態様を一例として示している。

図２１は、実施の形態４の変形例５に係る室外機の室外熱交換器３５の説明図である。図２１に示すように、第１の領域Ｒｇ１のフィン３ｂには、室外熱交換器３と空気Ａｉｒとの熱交換を促進する切り起こし３ｂ１が形成されている。一方、第２の領域Ｒｇ２のフィン３ｂには、切り起こし３ｂ１が形成されていない。つまり、第２の領域Ｒｇ２のフィン３ｂの表面は平面である。実施の形態４の変形例５においても、第２の領域Ｒｇ２の通風抵抗は、第１の領域Ｒｇ１の通風抵抗よりも小さくなる。

実施の形態４の変形例１〜５においても、第２の領域Ｒｇ２の通風抵抗は、第１の領域Ｒｇ１の通風抵抗よりも小さくなる。このため、第２の領域Ｒｇ２の単位面積を通過する空気Ａｉｒの流量が、第１の領域Ｒｇ１の単位面積を通過する空気Ａｉｒの流量よりも、増大する。したがって、ヒートシンクＨｓに供給される空気Ａｉｒの流量が増加し、ヒートシンクＨｓの放熱を促進することができる。

実施の形態１、実施の形態１の変形例、実施の形態２、実施の形態３、実施の形態４及実施の形態４の変形例１〜５は、適宜組み合わせることができる。

１ 圧縮機、２ 四方弁、３ 室外熱交換器、３Ａ 室外送風機、３Ａ１ モーターサポート、３Ｂ１ 羽根、３Ｂ２ ボス、３Ｃ 電動機、３Ｄ シャフト、３ａ 伝熱管、３ｂ フィン、３ｂ１ 切り起こし、３ｃ 配管、３ｃ１ 配管、３ｃ２ 配管、４ 絞り装置、５ 室内熱交換器、５Ａ 室外送風機、１０ 第１のパネル、１１ 第２のパネル、１１Ａ ファングリル、１１Ｂ 吹出口、１２ 第３のパネル、１３ カバー、１４ 底板、１５ 仕切板、１６ 取付板、１７ バルブ、１８ バルブ取付板、１９ 遮蔽部材、２０ 流路切替装置、３０ 室外熱交換器、３１ 室外熱交換器、３２ 室外熱交換器、３３ 室外熱交換器、３４ 室外熱交換器、３５ 室外熱交換器、６０ 制御部、６１ メモリ、６２ 入力部、６３ 処理部、６３Ａ 動作制御部、６３Ｂ 判定部、６４ 出力部、７０ 制御部、１００ 冷凍サイクル装置、１００ａ 筐体、１０１ 室外機、１０２ 室内機、Ｃｎｔ１ 制御基板、Ｃｎｔ２ 制御基板、Ｄ１ フィンピッチ、Ｄ２ フィンピッチ、Ｅ インバーター、Ｈｓ ヒートシンク、ＩＮ１ 入口、ＩＮ２ 入口、ＩＮ３ 入口、Ｏｕｔ１ 出口、Ｏｕｔ２ 出口、Ｏｕｔ３ 出口、Ｐ 冷媒配管、Ｒｇ１ 第１の領域、Ｒｇ１ａ 領域、Ｒｇ１ｂ 領域、Ｒｇ２ 第２の領域、ＳＥ１ 第１のセンサー、ＳＥ２ 第２のセンサー、ＳＥ３ 第３のセンサー、ＳＥ４ 第４のセンサー、ＳＥ５ 第５のセンサー、ＳＥ６ 第６のセンサー、ＳＰ１ 風路、ＳＰ２ 圧縮機室、Ｔ１ 第１の基準温度、Ｔ２ 第２の基準温度、Ｔｆ 温度、ａ 流入口、ｂ 第１の流出口、ｃ 第２の流出口、ｆｎ１ 第１のフィン、ｆｎ２ 第１のフィン、ｆｎ３ 第２のフィン、ｆｎ４ 第２のフィン、ｔ 水平部、ｎＡ 第１の水平部、ｎＢ 第２の水平部、ｎ１ 水平部、ｎ２ 水平部、ｎ３ 水平部、ｎ４ 水平部、ｎ５ 水平部、ｎ６ 水平部、ｎ７ 水平部、ｎ８ 水平部。

Claims (15)

1. 風路を含む筐体と、
   前記風路に設けられている室外送風機と、
   前記筐体に設けられている圧縮機と、
   フィン及び前記フィンに接続されている伝熱管を含み、前記筐体に設けられている室外熱交換器と、
   前記圧縮機を制御する制御部を含み、前記筐体に設けられている制御基板と、
   前記筐体の前記風路に設けられ、前記制御基板に接触しているヒートシンクと、
   を備え、
   前記室外熱交換器の前記伝熱管は、前記室外熱交換器が凝縮器として機能するときに、ガス冷媒又は気液二相冷媒が流れる第１の領域と、前記第１の領域よりも冷媒流れ方向の下流側に設けられ、前記室外熱交換器が凝縮器として機能するときに、液単相冷媒が流れるように構成されている第２の領域とを含み、
   前記ヒートシンクは、
   前記室外熱交換器よりも、前記風路の空気流れ方向の下流側に配置され、
   前記ヒートシンクと前記第１の領域との間の第１の距離よりも、前記ヒートシンクと前記第２の領域との間の第２の距離の方が、短い
   室外機。
2. 前記第１の領域の前記伝熱管は、水平面に平行に延びる第１の水平部を含み、
   前記第２の領域の前記伝熱管は、水平面に平行に延びる第２の水平部を含み、
   前記第２の水平部の本数は、前記第１の水平部の本数よりも少ない
   請求項１に記載の室外機。
3. 前記ヒートシンクは、前記第２の領域の下端よりも上側であり、前記第２の領域の上端よりも下側に配置されている
   請求項１又は２に記載の室外機。
4. 前記第２の領域は、前記室外熱交換器のうちの最上部に設けられている
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の室外機。
5. 前記ヒートシンクの高さは、前記室外送風機のボスと同じである
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の室外機。
6. 前記第１の領域の通風抵抗よりも、前記第２の領域の通風抵抗の方が小さい
   請求項１〜５のいずれか一項に記載の室外機。
7. 前記フィンは、
   前記第１の領域の前記伝熱管が固定されている第１のフィンと、
   前記第２の領域の前記伝熱管が固定されている第２のフィンとを含み、
   前記第２のフィンのピッチは、前記第１のフィンのピッチよりも広い
   請求項１〜６のいずれか一項に記載の室外機。
8. 前記ヒートシンクの下に設けられている板状の遮蔽部材を更に備えている
   請求項１〜７のいずれか一項に記載の室外機。
9. 前記遮蔽部材の高さは、前記第２の領域の下端の高さと同じである
   請求項８に記載の室外機。
10. 前記ヒートシンクに設けられている温度センサーと、
    冷媒を減圧する絞り装置と前記伝熱管とに接続されている流路切替装置とを更に備え、
    前記流路切替装置は、前記第１の領域の前記伝熱管の最下流部に接続されている流入口と、前記第２の領域の前記伝熱管の最上流部に接続されている第１の流出口と、前記絞り装置に接続されている第２の流出口とを含み、
    前記制御基板の前記制御部は、前記ヒートシンクの温度に基づいて前記流路切替装置を制御する
    請求項１〜９のいずれか一項に記載の室外機。
11. 前記制御基板の前記制御部は、前記ヒートシンクの温度が第１の基準温度よりも高い場合には、前記第１の流出口を閉とし、前記第２の流出口を開とする
    請求項１０に記載の室外機。
12. 前記制御基板の前記制御部は、前記ヒートシンクの温度が、前記第１の基準温度以下であり、且つ、前記第１の基準温度より低い第２の基準温度よりも高い場合には、前記第１の流出口及び前記第２の流出口を開とする
    請求項１１に記載の室外機。
13. 前記制御基板の前記制御部は、前記ヒートシンクの温度が、前記第２の基準温度以下である場合には、前記第１の流出口を開とし、前記第２の流出口を閉とする
    請求項１２に記載の室外機。
14. 前記制御基板の前記制御部は、前記ヒートシンクの温度が、前記第１の基準温度より低い第２の基準温度以下である場合には、前記第１の流出口を開とし、前記第２の流出口を閉とする
    請求項１１に記載の室外機。
15. 前記風路に設けられ、前記制御基板が取り付けられている取付板と、
    前記風路と前記圧縮機が配置される圧縮機室とを区画し、前記取付板が固定されている仕切板と、を更に備えている
    請求項１〜１４のいずれか一項に記載の室外機。

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