JPH08313078A - 空気調和機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電解コンデンサの長寿命化が図れるととも
に、電解コンデンサと逆変換器とを接続する配線のイン
ピーダンス低減による制御装置の信頼性向上および小型
化を図ることのできる空気調和機の制御装置を提供す
る。 【構成】 インバータ主回路の電圧を平滑化する電解コ
ンデンサ１０の周面を断熱材１３で覆う。これにより、
ケーシング８内が高温となった場合でも、電解コンデン
サ１０の温度上昇が抑止される。また、温度上昇が抑止
されることにより電解コンデンサ１０を逆変換器１１に
接近させて配置することができ、よって電解コンデンサ
１０と逆変換器１１とを接続する配線を短くできて、配
線インピーダンスを低減でき、かつ、制御装置の小型化
も可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、インバータを用いて
圧縮機を可変速に駆動制御する空気調和機の制御装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の制御装置には図５に示し
たようなものがある。同図において、８は制御装置を収
容するケーシングである。また、９〜１１は制御装置に
用いられるインバータ主回路の構成要素であって、９は
順変換器、１０は電解コンデンサ、１１は逆変換器であ
る。さらに、１２は順変換器９および逆変換器１１等の
電気発熱部品が取り付けられたヒートシンク、１４はヒ
ートシンクに送風する冷却ファン、１７は商用電源の電
線を接続するための電源端子台である。

【０００３】このような従来の空気調和機の制御装置で
は、逆変換器１１のスイッチングにより圧縮機駆動用モ
ータに供給する電力の電圧および周波数を任意に変化さ
せて圧縮機の回転速度を制御し、これにより空気調和機
の空調能力を調節することができるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た従来の制御装置は以下のような問題を有していた。す
なわち、電解コンデンサ１０は高温の条件下で使用する
と寿命が短くなるので、運転に伴って発熱する順変換器
９および逆変換器１１等の電気発熱部品から離して配置
するのが望ましい。

【０００５】一方、電解コンデンサ１０と逆変換器１１
とを接続する配線が長すぎるとインピーダンスが増大
し、逆変換器１１に印加されるサージ電圧が過大となり
故障の原因となるので、この理由からは電解コンデンサ
１０を逆変換器１１に接近させて配置するのが望まし
い。

【０００６】そこで、従来は電解コンデンサ１０を、前
記のような相反する要求がある程度両立されるような位
置に配置していたが、これでは電解コンデンサ１０の寿
命を充分に長くすることができず、かつ、電解コンデン
サ１０と逆変換器１１とを接続する配線の長さに起因す
る故障を充分に防止することができなかった。また、制
御装置をある程度以上小型化することもできなかった。

【０００７】また、電気発熱部品の発熱により、ケーシ
ング８内が高温になることも、電解コンデンサ１０の寿
命を短くする原因となっていた。

【０００８】さらに、図示したように、冷却ファン１４
はヒートシンク１２の一端側から、電気発熱部品取付面
に対して平行に送風するようになっているため、特に最
も高温となるヒートシンク１２の放熱板（図示せず）の
隙間の奥部には風が流れにくく、放熱効率が低かった。
したがって、電気発熱部品が高温により故障しやすく、
制御装置の信頼性が損なわれることになっていた。

【０００９】さらにまた、電源端子台１７を備えている
ことも、制御装置が空気調和機全体に対して、容積及び
コストにおいても大きな割合を占める原因になってお
り、制御装置のより一層の小型化および低コスト化が強
く求められていた。

【００１０】この発明は、以上のような問題を解決する
ためになされたものであって、電解コンデンサの長寿命
化を実現するとともに、故障が少なく信頼性の高い空気
調和機の制御装置を提供することを目的とするものであ
る。また、より一層の小型化および低コスト化が可能な
空気調和機の制御装置を提供することを目的とするもの
である。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、この発明は、圧縮機、室外側熱交換器等を備えた室
外機と、絞り装置、室内側熱交換器等を備えた室内機と
を冷媒配管により接続してなる空気調和機の室外機内に
設けられ、圧縮機をインバータを用いて可変速に駆動制
御する制御装置において、インバータの主回路に係る順
変換器および逆変換器の近傍に配置され主回路の電圧を
平滑化する電解コンデンサの少なくとも周面を断熱材で
覆ったものである。

【００１２】また、インバータの主回路電圧を平滑化す
る電解コンデンサの一部を、制御装置を収容するケーシ
ングの外部に露出させて設けたものである。

【００１３】また、インバータの主回路に係る順変換器
および逆変換器等の電気発熱部品が取り付けられたヒー
トシンクと、ヒートシンクの電気発熱部品の取り付け相
当位置を指向して配置された冷却ファンとを備えたもの
である。

【００１４】また、インバータの主回路に係る順変換器
を、制御装置を収容するケーシングの点検用開口の近傍
に配置するとともに、商用電源の電線を順変換器の端子
に直接接続したものである。

【００１５】

【作用】この発明に係る空気調和機の制御装置にあって
は、順変換器および逆変換器の発熱により電解コンデン
サの周囲温度が上昇した場合でも、断熱材により電解コ
ンデンサへの熱伝導が妨げられて、電解コンデンサの温
度上昇が防止される。

【００１６】また、電解コンデンサの一部が温度の低い
ケーシングの外部に露出させているので、順変換器およ
び逆変換器の発熱によりケーシングの内部が高温になっ
た場合にも電解コンデンサの温度上昇が防止される。

【００１７】また、冷却ファンからの風がヒートシンク
の電気発熱部品の取り付け相当位置に直接吹き付けるた
め、ヒートシンクの放熱効率が向上する。

【００１８】また、順変換器を、制御装置を収容するケ
ーシングの点検用開口の近傍に配置するとともに、商用
電源の電線を順変換器の端子に直接接続したので、従来
商用電源の電線を接続するために設けられていた電源端
子台を省略できる。

【００１９】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。

【００２０】実施例１．図１はこの発明の実施例１に係
る制御装置を備えた空気調和機を示すもので、同図にお
いて、１は室外機、２は室内機、３は室外機１に内蔵さ
れた圧縮機、４は室外機１に内蔵された室外側熱交換
器、５は室内機２に内蔵された室内側熱交換器、６は室
内機２に内蔵され冷媒の流量を調整する絞り装置、７は
室外機１と室内機２とを接続する冷媒配管、８は室外機
１に内蔵された制御装置を収容するケーシングである。

【００２１】また、９〜１１はケーシング８に収容され
た制御装置に用いられるインバータ主回路の構成要素で
あって、９は交流電源を整流する順変換器、１０はイン
バータ主回路の電圧を平滑化して安定した直流にする電
解コンデンサ、１１はスイッチングにより直流を任意の
電圧および周波数の交流にして圧縮機駆動用モータに供
給する逆変換器、１２は順変換器９および逆変換器１１
等の電気発熱部品が取り付けられたヒートシンク、１３
は電解コンデンサ１０の周面を覆うように設けられた断
熱材である。

【００２２】断熱材１３は、ポリウレタン等の断熱性に
優れた素材により構成され、電解コンデンサ１０の周面
に密着させて貼付けられている。

【００２３】このように電解コンデンサ１０の周面が断
熱材１３で覆われているので、順変換器９および逆変換
器１１等の電気発熱部品の発熱によりケーシング８内が
高温となった場合でも、電解コンデンサ１０への熱伝導
は断熱材１３により妨げられる。したがって、電解コン
デンサ１０の温度上昇を防止できて、その長寿命化が図
れる。

【００２４】また、前記のような断熱材１３を設けるこ
とにより、電解コンデンサ１０を逆変換器１１に接近さ
せて配置できる。したがって、電解コンデンサ１０と逆
変換器１１とを接続する配線が短くなって、配線インピ
ーダンスが低減され、印加されるサージ電圧が抑制され
るので、逆変換器１１の故障が減少し、制御装置の信頼
性が向上する。さらに、電解コンデンサ１０と逆変換器
１１とを接近させたぶんだけ、ケーシング８の寸法を小
さくできるので、制御装置の小型化を図ることも可能で
ある。

【００２５】なお、本実施例では断熱材１３を電解コン
デンサ１０の周面を覆うものとしたが、これに加えて電
解コンデンサ１０の端面も断熱材１３で覆うようにすれ
ば、断熱効果がより一層向上する。

【００２６】実施例２．図２はこの発明の実施例２に係
る制御装置を備えた空気調和機を示すもので、同図にお
いて、図１と同じ構成要素には同一の符号を付して、重
複する説明を省略する。

【００２７】本実施例では、ケーシング８に円形の孔が
開けられ、この孔から電解コンデンサ１０の被充電部で
あるケース部分が、ケーシング８の外部に突出してい
る。また、前記孔と電解コンデンサ１０との隙間を塞ぐ
シール部材１６が設けられている。なお、シール部材１
６にはシリコン等吸水性がなく、気密性が高い材質が用
いられており、隙間を完全に塞いで外気を遮断できるよ
うになっている。

【００２８】このように構成することにより、順変換器
９および逆変換器１１等の電気発熱部品の発熱によりケ
ーシング８内が高温となった場合でも、電解コンデンサ
１０の一部が低いケーシング８外に露出しているために
電解コンデンサ１０の温度上昇が抑制され、その長寿命
化が実現する。

【００２９】実施例３．図３はこの発明の実施例３に係
る制御装置を備えた空気調和機を示すもので、同図にお
いて、図１および図２と同じ構成要素には同一の符号を
付して、重複する説明を省略する。

【００３０】本実施例では、ヒートシンク１２に風を送
り込む冷却ファン１４が、側面から見て三角形状に形成
された冷却ファン取付け部材１５を介してヒートシンク
１２に取り付けられており、これにより、冷却ファン１
４はヒートシンク１２放熱面の、順変換器９および逆変
換器１１等の電気発熱部品の取り付け相当位置を指向し
ている。

【００３１】したがって、冷却ファン１４からの風がヒ
ートシンク１２放熱面の、電気発熱部品の取り付け相当
位置に、斜めの方向から直接吹き付けるため、ヒートシ
ンク１２の放熱板（図示せず）の隙間の奥部にも風が達
して、ここに溜まった高温の空気を滞りなく排出でき、
ヒートシンク１２の放熱効率が向上する。よって、電気
発熱部品の冷却が充分に行われ、高温による電気発熱部
品の故障が抑止されて、信頼性の高い制御装置となる。

【００３２】実施例４．図４はこの発明の実施例４に係
る制御装置を備えた空気調和機を示すもので、同図にお
いて、図１〜図３と同じ構成要素には同一の符号を付し
て、重複する説明を省略する。

【００３３】本実施例では、順変換器９が、ケーシング
８の点検用開口１８の近傍に配置されている。そして、
この順変換器９の端子に、商用電源の電線１９が直接接
続されている。

【００３４】このように商用電源の電線１９を接続する
のに都合の良い場所に順変換器９を設置して、順変換器
９を電源端子台として使用することにより、従来備えら
れていた電源端子台が省略されることになって、インバ
ータ制御装置の小型化および低コスト化が実現できる。

【００３５】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に示すような効果を奏する。

【００３６】順変換器および逆変換器の発熱により電解
コンデンサの周囲温度が上昇した場合でも、断熱材によ
り電解コンデンサへの熱伝導が妨げられるので、電解コ
ンデンサの温度上昇を防止できて、その長寿命化が図れ
る。また、電解コンデンサと逆変換器とをより接近させ
て配置できるので、電解コンデンサと逆変換器とを接続
する配線を短くできて配線インピーダンス低減による制
御装置の信頼性向上が図れるとともに、制御装置の小型
化を図ることも可能となる。

【００３７】また、電解コンデンサの一部が温度の低い
ケーシングの外部に露出しているので、順変換器および
逆変換器の発熱によりケーシングの内部が高温になった
場合にも電解コンデンサの温度上昇を防止できて、その
長寿命化が図れる。

【００３８】また、冷却ファンからの風がヒートシンク
の電気発熱部品の取り付け相当位置に直接吹き付けるた
め、ヒートシンクの放熱効率が向上し、電気発熱部品の
冷却が充分に行なわれて、制御装置の信頼性が向上す
る。

【００３９】また、順変換器を、制御装置を収容するケ
ーシングの点検用開口の近傍に配置するとともに、商用
電源の電線を順変換器の端子に直接接続したので、従来
商用電源の電線を接続するために設けられていた電源端
子台を省略できて、制御装置の小型化および低コスト化
が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施例１に係る制御装置を備えた
空気調和機の概略構成図である。

【図２】 この発明の実施例２に係る制御装置を備えた
空気調和機の概略構成図である。

【図３】 この発明の実施例３に係る制御装置を備えた
空気調和機の概略構成図である。

【図４】 この発明の実施例４に係る制御装置を備えた
空気調和機の概略構成図である。

【図５】 従来例に係る空気調和機の制御装置の斜視図
である。

【符号の説明】

１ 室外機、２ 室内機、３ 圧縮機、４ 室外側熱交
換器、５ 室内側熱交換器、６ 絞り装置、７ 冷媒配
管、８ ケーシング、９ 順変換器、１０ 電解コンデ
ンサ、１１ 逆変換器、１２ ヒートシンク、１３ 断
熱材、１４ 冷却ファン、１６ シール部材、１８ 点
検用開口、１９ 商用電源の電線。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機、室外側熱交換器等を備えた室外
   機と、絞り装置、室内側熱交換器等を備えた室内機とを
   冷媒配管により接続してなる空気調和機の前記室外機内
   に設けられ、前記圧縮機をインバータを用いて可変速に
   駆動制御する制御装置において、 前記インバータの主回路に係る順変換器および逆変換器
   の近傍に配置され前記主回路の電圧を平滑化する電解コ
   ンデンサの少なくとも周面を断熱材で覆ったことを特徴
   とする空気調和機の制御装置。
2. 【請求項２】 圧縮機、室外側熱交換器等を備えた室外
   機と、絞り装置、室内側熱交換器等を備えた室内機とを
   冷媒配管により接続してなる空気調和機の前記室外機内
   に設けられ、前記圧縮機をインバータを用いて可変速に
   駆動制御する制御装置において、 前記インバータの主回路電圧を平滑化する電解コンデン
   サの一部を、前記制御装置を収容するケーシングの外部
   に露出させて設けたことを特徴とする空気調和機の制御
   装置。
3. 【請求項３】 圧縮機、室外側熱交換器等を備えた室外
   機と、絞り装置、室内側熱交換器等を備えた室内機とを
   冷媒配管により接続してなる空気調和機の前記室外機内
   に設けられ、前記圧縮機をインバータを用いて可変速に
   駆動制御する制御装置において、 前記インバータの主回路に係る順変換器および逆変換器
   等の電気発熱部品が取り付けられたヒートシンクと、前
   記ヒートシンクの前記電気発熱部品の取り付け相当位置
   を指向して配置された冷却ファンとを備えたことを特徴
   とする空気調和機の制御装置。
4. 【請求項４】 圧縮機、室外側熱交換器等を備えた室外
   機と、絞り装置、室内側熱交換器等を備えた室内機とを
   冷媒配管により接続してなる空気調和機の前記室外機内
   に設けられ、前記圧縮機をインバータを用いて可変速に
   駆動制御する制御装置において、 前記インバータの主回路に係る順変換器を、前記制御装
   置を収容するケーシングの点検用開口の近傍に配置する
   とともに、商用電源の電線を前記順変換器の端子に直接
   接続したことを特徴とする空気調和機の制御装置。