JPH0814633A - 冷却装置及び冷却装置用吸気機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 効率よく冷却を行え、冷却ファンの寿命を延
ばせ、雨水等の侵入を防ぐとともに、効率よく外気を取
込める冷却装置及びその吸気機構を提供する。 【構成】 冷却ファンを有する冷却装置において、冷却
ファンを駆動するための電流路に設けられ、冷却対象物
の温度を検出して冷却対象物の温度が所定の温度未満の
場合に電流流路を遮断する電流路遮断手段と、冷却対象
物が動作状態か否かを検出し、冷却対象物が非動作状態
の場合に電流路を介した冷却ファンへの電源の供給を禁
止する電源供給制御手段と、を備える。また、筐体の内
部に設けられて冷却対象物に送風する冷却装置に外気を
導入するための冷却装置用吸気機構において、筐体の外
気側に設けられ、下向きに開口する第１がらり部と、筐
体の内部に設けられ、第１がらり部に接続され、断面略
逆Ｓ字状の空気流路と、空気流路に接続され、冷却装置
に外気を導入する第２がらり部を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷却装置及び冷却装置
用吸気機構に係り、特に空気調和装置の室外気内に設け
られた制御用等の基板上の電子部品の冷却を行うための
冷却装置及び冷却装置に外気を取入れ、吸気を行わせる
ための冷却装置用吸気機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、空気調和機の室外ユニットに
は、冷媒の熱交換を行う室外熱交換器、圧縮機及びアキ
ュムレータ等の機器及び各種制御基板等を有する電装ボ
ックス等が収納されている。

【０００３】これらのうち圧縮機、電装ボックスは、動
作中に発熱するため、冷却する必要があり、室外ユニッ
トの筐体内に外気を導入して冷却している。

【０００４】例えば、実公平４−１６１０３号公報およ
び実公昭５７−１０３８１号公報に開示されているよう
に、圧縮機やアキュムレータ等を収納した機械室の上方
に電装ボックスを配置するとともに、機械室の周囲に熱
交換機を配置して、この熱交換機を通過した空気を機械
室を経て、電装ボックス内に通風して機械室全体及び電
装ボックス内全体を一律に冷却している。

【０００５】しかしながら、電装ボックス内には、パワ
ーＩＣ等の発熱量の大きいものや、接続端子等の発熱量
の小さいものが混在しているため、電装ボックス内を一
律に通風して冷却したのでは、発熱量の大きな電子部品
を効率的に冷却することができないという課題が生じて
いた。

【０００６】そこで、従来より発熱量の大きな電子部品
については、個別に冷却用ファンを設け、強制空冷を行
うことが提案されている。 第１従来例 図４にインバータ方式の空気調和機のインバータ回路の
トランジスタモジュール（以下、ＴＲＭという。）を強
制空冷するための冷却ファン周辺の概要回路構成図を示
す。

【０００７】冷却ファン５０の電源線は、インバータ回
路５１を駆動するための三相交流電源（ＲＳＴ）が接続
された電磁開閉器５２に連動するメイク（make）接点Ｓ
Ｗ1に接続されている。

【０００８】これにより、インバータ回路５１が駆動し
ている場合には、必ず冷却ファン５０が駆動することと
なり、常に冷却を行うことができる。 第２従来例 図５にインバータ方式の空気調和機のインバータ回路の
ＴＲＭを強制空冷するための冷却ファン周辺の他の概要
回路構成図を示す。

【０００９】冷却ファン６０の電源線には、バイメタル
サーモ６１（例えば、６０℃でオン）が介挿され、ＴＲ
Ｍ６２の放熱板に取り付けられている。

【００１０】これにより、放熱板温度が設定温度に達し
た場合には、冷却ファン６０が動作して強制空冷を行う
こととなるとともに、設定温度未満の場合には、冷却フ
ァンが動作しないため、冷却ファンの寿命を延ばすこと
ができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記第
１従来例においては、インバータ回路の動作中は常に冷
却ファンが動作しているため、冷却ファンの寿命が短く
なってしまうという問題点があった。

【００１２】また、上記第２従来例においては、冷却フ
ァンの動作開始のための設定温度を高くしすぎると、冷
却動作前にＴＲＭ内部の素子の熱暴走によりＴＲＭが破
壊してしまうという問題点があった。これを回避するた
め、冷却ファンの動作開始のための設定温度を低くする
と（例えば、４０℃）、外気温の高い夏場等には、イン
バータが動作していないにもかかわらず、冷却ファンが
動作することとなり、無駄であるとともに、冷却ファン
の寿命が短くなってしまうという問題点があった。

【００１３】さらに冷却ファンによりより効率的に冷却
を行うためには、室外ユニットの外気を効率よく取込む
必要があるが、電装ボックスは水には弱いため、雨水の
侵入等を防ぐ観点から、効率よく外気が取込めないとい
う問題点があった。

【００１４】そこで、本発明の第１の目的は、効率よく
冷却を行うことができるとともに、冷却ファンの寿命を
延ばすことができる冷却装置を提供することにある。

【００１５】また、本発明の第２の目的は、雨水等の侵
入を防ぐとともに、効率よく外気を取込むことができる
冷却装置用吸気機構を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載の発明は、冷却対象物に送風する冷却
ファンを有する冷却装置において、前記冷却ファンを駆
動するための電流路に設けられ、前記冷却対象物の温度
を検出して前記冷却対象物の温度が所定の温度未満の場
合に前記電流流路を遮断する電流路遮断手段と、前記冷
却対象物が動作状態か否かを検出し、前記冷却対象物が
非動作状態の場合に前記電流路を介した前記冷却ファン
への電源の供給を禁止する電源供給制御手段と、を備え
て構成する。

【００１７】また、請求項２記載の発明は、筐体の内部
に設けられて、冷却対象物に送風する冷却装置に外気を
導入するための冷却装置用吸気機構において、前記筐体
の外気側に設けられ、下向きに開口する第１がらり部
と、前記筐体の内部に設けられ、前記第１がらり部に接
続され、断面略逆Ｓ字状の空気流路と、前記空気流路に
接続され、前記冷却装置に外気を導入する第２がらり部
と、を備えて構成する。

【００１８】

【作用】冷却対象物に送風する冷却ファンを有する冷却
装置において、請求項１記載の発明によれば、電流路遮
断手段は、冷却対象物の温度を検出して冷却対象物の温
度が所定の温度未満の場合に電流路を遮断する。これと
並行して、電源供給制御手段は、冷却対象物が動作状態
か否かを検出し、冷却対象物が非動作状態の場合に電流
路を介した冷却ファンへの電源の供給を禁止する。その
結果、冷却対象物が動作している状態で、かつ、冷却対
象物の温度が所定の温度以上の場合についてのみ冷却フ
ァンが動作することとなり、冷却ファンの寿命を延ばす
ことができ、また効率的な冷却を行える。

【００１９】また、請求項２記載の発明によれば、冷却
装置に外気を導入するに際し、外気は第１がらり部、断
面略逆Ｓ字状の空気流路及び第２がらり部を介して行う
こととなり、より効率的、かつ、雨水等の侵入を許すこ
となく外気を導入することができる。

【００２０】

【実施例】次に図面を参照して本発明の好適な実施例を
説明する。 第１実施例 図１にインバータ方式の空気調和機のインバータ回路周
辺の概要回路構成図を示す。

【００２１】空気調和装置１は、３相交流電源（Ｒ、
Ｓ、Ｔ）及び単相交流電源が接続され、それらのオン／
オフ（閉／開）を同時に行う電磁開閉器２と、３相交流
を直流に整流するコンバータ３と、冷媒を圧縮させるた
めのコンプレッサ４と、後述のコントローラ８からの制
御信号に基づいて空調負荷に応じて周波数の駆動電力Ｍ
を（３相交流）コンプレッサ４に供給し、コンプレッサ
４の圧縮能力を変化させることにより空調ユニット内の
冷媒の循環量を制御して負荷に応じた空調運転を行うイ
ンバータ５と、コンバータ３に入力される３相交流の電
流量を検出するカレントトランス６と、カレントトラン
ス６の出力信号を交流／直流変換する整流回路７と、整
流回路７の出力に基づいて異常を検出するとともに、イ
ンバータ５を制御するコントローラ８と、インバータ５
の図示しないＴＲＭの放熱板に取り付けられ、単相交流
の電源線に介挿されたバイメタルサーモ９と、単相交流
の電源が供給される冷却ファン１０と、冷媒を循環させ
て熱交換を行う空調ユニット１１と、を備えて構成され
ている。

【００２２】次に動作を説明する。

【００２３】まず、電磁開閉器２がオン（閉状態）とな
ると、コンバータ３は３相交流を直流に整流し、直流電
力をインバータ５に供給する。これによりインバータ５
は、コントローラ８からの制御信号Ｃに基づいて、空調
負荷に応じた周波数の駆動電力Ｍ（３相交流）をコンプ
レッサ４に供給し、コンプレッサ４の圧縮能力を変化さ
せることにより、空調ユニット１１内の冷媒の循環量を
制御し、負荷に応じた空調運転を行う。

【００２４】この場合において、冷却ファン１０には上
述したようにインバータ５を駆動する際に電磁開閉器２
がオンとなる単相交流電源が接続されるが、バイメタル
サーモ９はインバータ５の図示しないＴＲＭの放熱板の
温度が所定温度に達するまでは、オンしないので、冷却
ファン１０は動作することがない。

【００２５】また、図示しないＴＲＭの放熱板の温度が
所定温度を超えると、バイメタルサーモ９がオンして冷
却ファン１０には単相交流電源が供給され、冷却を行
う。

【００２６】以上の説明のように、冷却ファン１０は、
インバータ５が動作中、かつ、ＴＲＭの放熱板の温度が
所定温度を超えて冷却が必要であると判断される場合に
のみ、動作することとなる。

【００２７】したがって、耐久性の低い廉価な冷却ファ
ンを用いた場合であっても、冷却ファンの寿命を延ばす
ことができるとともに、効率的な冷却を行える。

【００２８】第２実施例 図２に空気調和機の室外ユニットの外観斜視図を示す。

【００２９】室外ユニット２０は、その筐体２１内に冷
凍能力が一定な第１圧縮機２２（図３参照）、図示しな
い冷凍能力が可変可能な第２圧縮機、図示しないアキュ
ムレータ、図示しないレシーバタンク等が収納されてお
り、筐体２１の上部にはその幅いっぱいにわたって電装
ボックス２３が収納されている。

【００３０】また、室外ユニット２０の正面側には、電
装ボックス２３に外気を導入するための吸気口（がら
り）２４が設けられている。

【００３１】さらに室外ユニット２０の背面側には、熱
交換機２５（図３参照）が配置されており、一対のファ
ン２６ａ、２６ｂにより、側面の空気吸込口２７から空
気が流入して熱交換機２５に通風するようになってい
る。

【００３２】筐体２１内には、内部に収納されている機
器のうち、比較的発熱量の大きいものと比較的発熱量に
小さいものとに分けており、発熱量の比較的大きい機器
を図中左側に配置し、比較的発熱量に小さい機器を図中
右側に配置している。

【００３３】これは、電装ボックス２３についても同様
であり、筐体２１の図中左側には発熱量の比較的大きい
パワーＩＣ等の電装部品が配置されており、図中右側に
は発熱量の比較的小さい接続端子等の電装部品が配置さ
れている。

【００３４】図３に図２の室外ユニット２０の筐体２１
の図２中左側の断面図を示す。

【００３５】電装ボックス２３の一側部２３ａには、パ
ワーＩＣ３３が配置されており、基板の裏面には、放熱
フィン３３ａが突設されている。

【００３６】パワーＩＣ３３の上側には回路基板４２が
配置され、その裏面側には冷却ファン１０（図１参照）
設けられており、回路基板４２側の空気を熱交換機２５
の送風通路３４側に送風するようになっている。

【００３７】この場合において、電装ボックス２３に
は、パワーＩＣ３３の放熱フィン３３ａに対応する位置
に排気口４６が形成されており、冷却ファン１０により
送風された空気が放熱フィン３３ａを通過して、略Ｓ字
形状の空気流路を通って排気口４６から排気されるよう
になっている。

【００３８】このとき、電装ボックス２３の一側部２３
ａは、下方に開口している吸気口２４、流路形成板５０
ａ、５０ｂにより形成された逆Ｓ字形状の空気流路５０
及び空気供給口５１により連通されている。

【００３９】したがって、図３に矢印で示すように、吸
気口２４から取込まれた外気が電装ボックス２３の一側
部２３ａに導入され、パワーＩＣ３３の表面、回路基板
４２を通過した後、略Ｓ字形状に蛇行してパワーＩＣ３
３の表面、回路基板４２を通過して排気口４６から排気
される。

【００４０】この場合において、吸気口２４からは十分
に外気が取込め、パワーＩＣ及び回路基板４２を十分に
冷却することができる。

【００４１】また、逆Ｓ字形状の空気流路５０の下部に
は水抜き口が設けられており、雨の日等においても、筐
体内部に水滴等が入り込むことがない。

【００４２】上記実施例においては、空気流路５０の形
状を逆Ｓ字形状としていたが、雨水等の侵入を防止でき
る範囲内において、適宜変更することは可能である。

【００４３】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、電流路遮
断手段は、冷却対象物の温度を検出して冷却対象物の温
度が所定の温度未満の場合に電流路を遮断し、電源供給
制御手段は、冷却対象物が動作状態か否かを検出し、冷
却対象物が非動作状態の場合に電流路を介した冷却ファ
ンへの電源の供給を禁止するので、冷却対象物が動作し
ている状態で、かつ、冷却対象物の温度が所定の温度以
上の場合についてのみ冷却ファンが動作することとな
り、冷却ファンの寿命を延ばすことができるとともに、
効率的な冷却を行うことができ、消費電力を低減するこ
とができる。

【００４４】また、請求項２記載の発明によれば、冷却
装置に外気を導入するに際し、外気は第１がらり部、断
面略逆Ｓ字状の空気流路及び第２がらり部を介して行う
こととなり、より効率的、かつ、雨水等の侵入を許すこ
となく外気を導入することができ、メンテナンスフリー
な装置を構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の概要構成ブロック図である。

【図２】第２実施例の外観斜視図である。

【図３】第２実施例の断面図である。

【図４】第１従来例の概要構成図である。

【図５】第２従来例の概要構成図である。

【符号の説明】

１ 空気調和装置 ２ 電磁開閉器 ３ コンバータ ４ コンプレッサ ５ インバータ ６ カレントトランス ７ 整流回路 ８ コントローラ ９ バイメタルサーモ １０ 冷却ファン １１ 空調ユニット ２０ 室外ユニット ２１ 筐体 ２２ 第１圧縮機 ２３ 電装ボックス ２４ 吸気口（がらん） ２５ 熱交換機 ２６ａ、２６ ファン ２７ 空気吸込口 ３３ パワーＩＣ ３３ａ 放熱フィン ４２ 回路基板 ４６ 排気 ５０ａ、５０ｂ 流路形成板 ５１ 空気供給口５１

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷却対象物に送風する冷却ファンを有す
   る冷却装置において、 前記冷却ファンを駆動するための電流路に設けられ、前
   記冷却対象物の温度を検出して前記冷却対象物の温度が
   所定の温度未満の場合に前記電流路を遮断する電流路遮
   断手段と、 前記冷却対象物が動作状態か否かを検出し、前記冷却対
   象物が非動作状態の場合に前記電流路を介した前記冷却
   ファンへの電源の供給を禁止する電源供給制御手段と、 を備えたことを特徴とする冷却装置。
2. 【請求項２】 筐体の内部に設けられて、冷却対象物に
   送風する冷却装置に外気を導入するための冷却装置用吸
   気機構において、 前記筐体の外気側に設けられ、下向きに開口する第１が
   らり部と、 前記筐体の内部に設けられ、前記第１がらり部に接続さ
   れ、断面略逆Ｓ字状の空気流路と、 前記空気流路に接続され、前記冷却装置に外気を導入す
   る第２がらり部と、 を備えたことを特徴とする冷却装置用吸気機構。