冷却装置およびそれを備えた空気調和機
【課題】冷却装置が制御部品を十分に冷却できない場合でも制御部品を破損させることのない冷却装置を提供する。
【解決手段】圧縮機２２と、室外熱交換器２４と、減圧装置２６と、室内熱交換器２８と、これらを接続して冷媒が流れる配管とを有する空気調和機の制御ボックス内に収容された制御部品を冷却する冷却装置であって、制御部品４０と離れた状態で制御ボックス４２内に配置され、冷媒との熱交換によって制御ボックス内の空気を冷却する冷却ユニット４４と、制御ボックス内の空気を攪拌するファン５４と、制御ボックス内の温度を検知する制御ボックス内温度検知手段６０と、圧縮機の駆動周波数を制御する周波数制御手段６２を備え、制御ボックス内温度検知手段が所定以上の温度を検知すると周波数制御手段が圧縮機の駆動周波数を下げるので、制御部品が所定以上の温度となって破損するのを防ぐことができる。
【解決手段】圧縮機２２と、室外熱交換器２４と、減圧装置２６と、室内熱交換器２８と、これらを接続して冷媒が流れる配管とを有する空気調和機の制御ボックス内に収容された制御部品を冷却する冷却装置であって、制御部品４０と離れた状態で制御ボックス４２内に配置され、冷媒との熱交換によって制御ボックス内の空気を冷却する冷却ユニット４４と、制御ボックス内の空気を攪拌するファン５４と、制御ボックス内の温度を検知する制御ボックス内温度検知手段６０と、圧縮機の駆動周波数を制御する周波数制御手段６２を備え、制御ボックス内温度検知手段が所定以上の温度を検知すると周波数制御手段が圧縮機の駆動周波数を下げるので、制御部品が所定以上の温度となって破損するのを防ぐことができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和機の制御部品を冷却する冷却装置、およびそれを備えた空気調和機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧縮機、室外熱交換器、減圧装置、室内熱交換器、およびこれらを接続して冷媒が流れる配管を有する空気調和機において、制御基板などの制御部品は例えば粉塵や水などから保護するために制御ボックス内に収容してある。その際、制御部品が安定して動作するのを保証するために、制御部品の冷却を考慮する必要があった。そこで、制御ボックス内の温度と制御部品の温度を検知して、冷却装置を駆動するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図５は、前記特許文献１に記載された従来の冷却装置を示すものである。図５に示すように発熱体１を収納した電気品箱２と、圧縮機３と凝縮器４と膨張弁５と蒸発器６にて構成された冷凍サイクル７と、この冷凍サイクル７中の低温冷媒にて放熱器１２を介して前記発熱体１を冷却する冷却機構８と、前記発熱体１の温度を検出する発熱体温度検出手段９と、前記電気品箱２内の温度を検出する空気温度検出手段１０と、前記発熱体温度検出手段９で検出した発熱体温度と前記空気温度検出手段１０で検出した電気品箱内空気温度とを比較し前記発熱体温度が前記電気品箱内空気温度以上の所定の温度幅域の上限に達すると前記冷却機構８を作動し、前記所定の温度幅域の下限に達すると前記冷却機構８を停止する制御手段１１とから構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１８７７２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の空気調和機の場合、冷却装置（冷却機構）が制御部品（発熱体）を十分に冷却できない場合に、制御部品の温度が所定以上の温度になって制御部品を破損させる恐れがあるという課題を有していた。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、仮に冷却装置が制御部品を十分に冷却できない場合でも制御部品を破損させることのない冷却装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記従来の課題を解決するために、本発明の冷却装置は、制御ボックス内に制御部品と離れた状態で配置され、冷媒との熱交換によって制御ボックス内の空気を冷却する冷却ユニットと、制御ボックス内の空気を攪拌するファンと、制御ボックス内の温度を検知する制御ボックス内温度検知手段と、前記冷媒を循環させる圧縮機の駆動周波数を制御する周波数制御手段を備え、前記制御ボックス内温度検知手段が所定の温度以上の温度を検知すると周波数制御手段が周波数を下げる構成としてある。
【０００８】
これによって、仮に冷却ユニットが制御部品を十分に冷却できない場合でも圧縮機の駆動周波数を下げて制御部品が所定以上の温度にならないようにして制御部品を保護することが可能となる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の冷却装置によれば、仮に冷却装置が制御部品を十分に冷却できない場合でも制御部品が所定以上の温度にならないようにして制御部品を保護することが可能で、高い信頼性を備える冷却装置および空気調和機を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１に係る冷却装置と空気調和機の概略構成図
【図２】図１に示す制御ボックスの内部を示す概略構成図
【図３】図１に示す冷却ユニットの斜視図
【図４】本発明の実施の形態２に係る冷却装置と空気調和機の概略構成図
【図５】従来の冷却装置の概略構成図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
第１の発明は、制御ボックス内に制御部品と離れた状態で配置され、冷媒との熱交換によって制御ボックス内の空気を冷却する冷却ユニットと、制御ボックス内の空気を攪拌するファンと、制御ボックス内の温度を検知する制御ボックス内温度検知手段と、前記冷媒を循環させる圧縮機の駆動周波数を制御する周波数制御手段を備え、制御ボックス内温度検知手段が所定以上の温度を検知すると周波数制御手段が周波数を下げる構成としたもので、仮に冷却ユニットが制御部品を十分に冷却できない場合でも圧縮機の駆動周波数を所定以下に下げて、制御部品が所定以上の温度にならないようにして制御部品を破損させないようにすることができ、より高い信頼性が確保できる。
【００１２】
第２の発明は、第１の発明においてファンの回転数を検知するファン回転数検知手段をさらに備え、前記ファン回転数検知手段が所定以下の回転数を検知すると周波数制御手段が周波数を下げる構成としてあり、ファンの回転数が何らかの原因で小さくなって制御部品を十分に冷却できない場合でも圧縮機の駆動周波数を所定以下に下げて、制御部品が所定以上の温度にならないようにして制御部品を破損させないようにすることができ、より高い信頼性が確保できる。
【００１３】
第３の発明機は、制御ボックス内に制御部品と離れた状態で配置され、冷媒との熱交換によって制御ボックス内の空気を冷却する冷却ユニットと、制御ボックス内の空気を攪拌するファンと、制御ボックス内の温度を検知する制御ボックス内温度検知手段と、前記冷媒を循環させる圧縮機に流れる電流を制御する電流制御手段を備え、制御ボックス内温度検知手段が所定以上の温度を検知すると電流制御手段が電流値を下げる構成としたもので、仮に冷却ユニットが制御部品を十分に冷却できない場合でも圧縮機に流れる電流値を下げて、制御部品が所定以上の温度にならないようにして制御部品を破損させないようにすることができ、より高い信頼性が確保できる。
【００１４】
第４の発明は、第３の発明においてファンの回転数を検知するファン回転数検知手段をさらに備え、前記ファン回転数検知手段が所定以下の回転数を検知すると電流制御手段が電流値を下げる構成としてあり、ファンの回転数が何らかの原因で小さくなって制御部品を十分に冷却できない場合でも圧縮機に流れる電流を所定以下に下げて、制御部品が所定以上の温度にならないようにして制御部品を破損させないようにすることができ、より高い信頼性が確保できる。
【００１５】
第５の発明は、第１〜第４の発明において、その冷却ユニットは複数のフィンを有するフィン構造体と、前記フィン構造体の前記フィンとは反対側面に装着した冷媒配管とで構成し、かつ、前記フィンと冷媒配管装着用の溝とは同じ方向に形成した構成としてあり、フィン構造体を引き抜き成形または押し出し成形によって安価に作製することができる。
【００１６】
第６の発明は、第１〜第５の発明において、その冷却ユニットは制御部品の下方に配置し、当該冷却ユニットの下方に水受け皿を配置した構成としてあり、仮に結露水が発生したとしてもこの結露水によって制御部品が濡れるのを防止することができる。
【００１７】
第７の発明は、第１〜第６の発明において、その冷却ユニットは制御部品の一部となる制御基板の適所に複数のフィンを有するフィン構造体を直接取り付け、このフィン構造体のフィンは冷却ユニットを内蔵した制御ボックスの外部に露出する構成としてあり、制御基板上の特に高熱を発する発熱素子設置部分に前記フィン構造体を設けることによって効果的に冷却することができる。
【００１８】
第８の発明は、制御ボックス内の空気を攪拌するファンは冷却ユニットのフィン構造体に向かって送風する配置構成としてあり、冷却ユニットによって冷却された空気が制御ボックス内全体に拡散して冷却効果が向上すると同時に、冷却ユニットまわりの空気の流れが速くなって冷却ユニットの表面に結露水発生し難くなり結露水発生を効果的に防止できる。
【００１９】
第９の発明は、圧縮機と、室外熱交換器と、減圧装置と、室内熱交換器と、およびこれらを接続して冷媒が流れる配管とを有する空気調和機であって、当該空気調和機の制御ボックス内に収容された制御部品を冷却する冷却装置として、上記第１〜第８のいずれかの発明に記載の冷却装置を用いた空気調和機としてあり、安価な構成で結露を防止しつつ制御部品の冷却が可能で高い信頼性を有する空気調和機が実現できる。
【００２０】
第１０の発明は、第９の空気調和機においてその冷却装置における制御ボックス内の空気を冷却する冷却ユニットの冷媒は、減圧装置と室内熱交換器との間の配管を流れる冷媒としてあり、減圧装置によって低圧にされた冷媒が流れるので低振動化できるとともに配管の薄肉化によるコスト抑制もでき、かつ、冷却ユニット専用の冷媒通路を別途設ける必要がなく、空気調和機の構成の簡素化をはかることができる。
【００２１】
第１１の発明は、第９の空気調和機においてその冷却装置における制御ボックス内の空気を冷却する冷却ユニットの冷媒は、圧縮機と、室外熱交換器と、減圧装置と、室内熱交換器とで構成される冷凍サイクルの一部から分流する冷媒としてあり、空気調和機の冷房能力の低下を抑制しつつ結露防止と制御部品の冷却が可能となる。
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２３】
（実施の形態１）
図１は本発明に係る冷却装置と空気調和機の構成を概略的に示す図である。また図２は本発明の実施の形態に係る制御ボックスの内部構成を概略的に示す図である。また図３は本発明の実施の形態に係る冷却ユニットの斜視図である。
【００２４】
図１に示すように、空気調和機２０は、圧縮機２２、室外熱交換器２４、減圧装置２６、室内熱交換器２８、およびこれらを接続する冷媒配管３０、３２、３４、３６を有する。減圧装置２６としては、膨張弁や銅製の毛細管であるキャピラリーチューブを採用することができる。なお、空気調和機２０は、圧縮機２２、室外熱交換器２４、および減圧装置２６を収容する室外機と、室内熱交換器２８を収容する室内機とに分かれている。
【００２５】
空気調和機２０は、冷媒が、冷媒配管３０、３２、３４、３６を介して、圧縮機２２から順に、室外熱交換器２４、減圧装置２６、後述する制御ボックス４２の冷却ユニット４４、室内熱交換器２８を経て再び圧縮機２２に戻る冷凍サイクルを実現するように構成さ
れている。
【００２６】
冷凍サイクルにおいて、冷媒は、圧縮機２２によって圧縮された後、気相状態で室外熱交換器２４に向かって冷媒配管３０内を流れる。次に、冷媒は、室外熱交換器２４を介する室外空気との熱交換によって熱を奪われて液相状態になり、減圧装置２６に向かって冷媒配管３２を流れる。続いて、冷媒は、減圧装置２６によって膨張されて圧力が低下し、後述する制御ボックス４２の冷却ユニット４４を介し室内熱交換器２８に向かって冷媒配管３４を流れる。そして、冷媒は、室内熱交換器２８を介して室内空気から熱を奪って気相状態になり、圧縮機２２に向かって冷媒配管３６を流れる。
【００２７】
また、空気調和機２０は、冷凍サイクルを制御する制御部品（制御基板と制御基板上に搭載されている各種電子部品を含む）４０と、制御部品４０を保護する制御ボックス４２とを有する。なお、制御ボックス４２は、室外機に設けられている。
【００２８】
なお、本発明で言う「制御部品」は、空気調和機２０の制御に使用されるための部品、例えば圧縮機２２の出力や減圧装置２６としての膨張弁の絞り量を制御する電子部品であって、複数の電子部品が実装された制御基板に限定されず、部分的にまたは全体が発熱するために冷却が必要な部品を言う。
【００２９】
制御部品４０は、制御ボックス４２内に収容されることにより、例えば粉塵や水などから保護されている。そのために制御ボックス４２は、その内部に粉塵や水が浸入しないように密閉するように構成されている。例えば制御ボックス４２において、制御部品４０から制御ボックス４２の外部に延びるケーブル（図示せず）が通過する穴はシールされている。また制御ボックス４２は、上面が開口した本体と、本体の上面を覆う蓋とから構成されていることがメンテナンス性の面から望ましく、さらに本体と蓋との間もシールされていることが望ましい。なお、このようなシールには、ＥＰＴシートなどのスポンジ状の樹脂材料を用いることができる。
【００３０】
制御部品４０は、制御ボックス４２内に密閉して収容されているため、冷却を必要とする。そのために、制御ボックス４２内に冷却ユニット４４が設けられている。
【００３１】
冷却ユニット４４は、冷凍サイクルの冷媒との熱交換により制御ボックス４２内の空気を冷却するように構成され、図２に示すように、冷媒配管３４と、冷媒配管３４に取り付けられたフィン構造体４６とから構成される。
【００３２】
具体的には、図１に示すように冷媒配管３４の一部分が制御ボックス４２内を通過し、図２に示すように制御ボックス４２内の冷媒配管３４の部分に板形状の複数のフィン４６ａを備えるフィン構造体４６が取り付けられている。冷却ユニット４４は、制御部品４０とは離れた位置に設けてあり、フィン構造体４６を介して制御ボックス４２内の空気と冷媒配管３４内を流れる冷媒との間で熱交換することにより、制御ボックス４２内の空気を冷却する。このような冷却ユニット４４により、制御部品４０は空気を介して冷却される。
【００３３】
なお、冷却ユニット４４の一部を構成する冷媒配管は、減圧装置２６と室内熱交換器２８とを接続する冷媒配管３４が好ましい。冷媒配管３４を有効的に利用することにより、制御ボックス４２内の空気の冷却のためだけに、制御ボックス４２内を通過して冷媒が流れる配管を別途設ける必要がなくなる。
【００３４】
また、冷媒配管３４は、減圧装置２６によって低圧にされた冷媒が流れるので、図１に示す他の冷媒配管３０、３２、３６に比べて作用する圧力や発生する振動が小さい。その
ため、冷媒配管３４を、制御ボックス４２内に配設した方が、他の冷媒配管３０、３２、３６を配設する場合に比べて振動を抑制することができる。また、その結果として制御ボックス４２内へ配設する配管を薄肉化することが可能となり、使用する材料を低減できてコストを抑えることができるという副次的なメリットも有する。さらに、別の理由としては、冷媒配管３４を流れる冷媒は元々低圧であるため、制御ボックス４２を経由することによる（長尺化による）圧力損失の影響が小さいことがある。
【００３５】
冷却ユニット４４のフィン構造体４６は、例えば、図３に示すように、アルミなどの金属によって一体的に形成されている。板形状の複数のフィン４６ａが、フィン構造体４６の本体部４６ｂの一方の表面に、互いに平行に等間隔をあけて並んで設けられている。また、フィン構造体４６は、フィン４６ａが設けられた表面と反対側の表面に、蛇行形状に成形された冷媒配管３４の部分と係合する複数の溝４６ｃを備えている。
【００３６】
図３に示すように、フィン構造体４６の複数の溝４６ｃは、複数のフィン４６ａの並列方向と同じ方向に延びるように形成されている。これにより、フィン構造体４６を、引き抜き成形または押し出し成形によって作製することができ、他の作製方法（例えば切削加工）に比べて安価に作製することができる。
【００３７】
なお、可能であれば、冷却ユニット４４は図２に示すように、制御部品４０と離れた状態で且つ該制御部品４０の下方に配置されるのが好ましい。これは制御部品４０が、冷却ユニット４４の表面（具体的にはフィン構造体４６の表面と冷媒配管３４の表面）に発生した結露水によって濡れるのを確実に防ぐようにするためである。
【００３８】
冷却ユニット４４の表面に発生した結露水が滴下する場合に備えて、結露水を受ける皿形状の水受け皿４８を冷却ユニット４４の下方に設けるのが好ましい。これにより、冷却ユニット４４の下方に位置する空気調和機２０の構成要素が結露水によって濡れることを防止することができる。なお、図２に示すように、水受け皿４８内の結露水を制御ボックス４２の外部に排出するための排水管４９を、水受け皿４８の底に接続してもよい。
【００３９】
また、この冷却装置は、冷却ユニット４４に加えて、別の制御部品４０（制御基板の別の部分）を冷却するための手段がいくつか設けられている。
【００４０】
冷却ユニット４４のフィン構造体４６とは別のフィン構造体５２が、制御部品４０に、特に制御部品４０の一部である制御基板の高熱を発する部分（例えば発熱素子設置部分）に直接取り付けられている。このフィン構造体５２は、制御部品４０と制御ボックス４２の外部の空気との間で熱交換するように構成されている。
【００４１】
具体的には、フィン構造体５２は、冷却ユニット４４のフィン構造体４６と同様に、例えばアルミなどから作製されており、複数のフィン５２ａを備える。フィン構造体５２のフィン５２ａは、制御ボックス４２の外部に露出するように構成されている。また、フィン５２ａは、室外熱交換器２４まわりの空気を室外機の外部に排出するためのファン（図示せず）の風下に位置するように設けられている。このようなフィン構造体５２を介することにより、制御部品４０は室外機のファン（図示せず）によって冷却される。
【００４２】
また、制御ボックス４２の空気を強制的に攪拌するファン５４が、制御ボックス４２内に設けられている。このファン５４は、制御ボックス４２内の空気を攪拌することにより、該制御ボックス４２内の温度分布を一様にし、制御部品４０の冷却効率を高める役割をする。ファン５４の駆動は制御部品４０に取り付けたファン駆動制御手段５６によって制御される。
【００４３】
ファン５４はまた、制御ボックス４２内の空気を強制的に攪拌することにより、冷却ユニット４４の表面に結露水が発生することを抑制することができる。具体的に説明すると、ファン５４によって冷却ユニット４４周辺の空気が移動するため、ファン５４が存在しない場合に比べて、冷却ユニット４４の表面に結露水が発生し難く、また結露水が発生しても大きく成長し難い。
【００４４】
なおファン５４は、図２に示すように、冷却ユニット４４のフィン構造体４６に向かって送風するように配置するのが好ましい。ファン５４がフィン構造体４６に向かって送風することにより、冷却ユニット４４によって冷却された空気が制御ボックス４２内全体に拡散する。また、冷却ユニット４４まわりの空気の流れが速くなり、冷却ユニット４４の表面に結露水がさらに発生し難くなる。
【００４５】
さらに、制御ボックス４２の内部への外部からの熱の移動を抑制するために、制御ボックス４２の内部空間は断熱材（図示せず）によって断熱されるのが好ましい。断熱材は、例えば制御ボックス４２の外側表面に設けられる。この断熱材により、冷却ユニット４４による制御部品４０に対する冷却効果が、断熱材がない場合に比べて向上する。なお、断熱材は、制御ボックス４２の外側表面に設けられることが制御ボックス４２内の空間の有効利用の点から望ましいが、制御ボックス４２の内側表面に設けてもよい。
【００４６】
なお、断熱材として、グラスウールなどの繊維系断熱材、ウレタンフォームなどの発泡系断熱材、真空断熱材などが挙げられる。断熱材に比べて断熱性能が高い真空断熱材を使用するのが好ましい。真空断熱材として、例えば、ガラス繊維をラミネートフィルムでパッキングし、その内部圧力を減圧してなるものが挙げられる。
【００４７】
制御部品４０には、図１に示すようにファン駆動制御手段５６以外に、制御ボックス４２内の温度を検知する制御ボックス内温度検知手段６０と、圧縮機２２の周波数を制御する周波数制御手段６２と、圧縮機２２に流れる電流を制御する電流制御手段６４が備えられている。
【００４８】
制御ボックス４２内の温度が所定温度Ｔ１以上となると、制御ボックス内温度検知手段６０がこれを検知して、周波数制御手段６２が圧縮機２２の周波数を所定の値もしくはそれ以下に下げる。これにより、例えばファン５４が何らかの理由で回転数が下がったり停止したりして、ファン５４ならびに冷却ユニット４４からなる冷却装置が制御部品４０を十分に冷却できない場合でも、圧縮機２２の駆動周波数を下げて、制御部品４０の発熱量を小さくし、その温度を低くするようにして、制御部品４０を破損させないようにすることができる。この動作は、ファン駆動制御手段５６がきちんと機能してファン４４が駆動している場合でも実施する。すなわち、ファン５４による制御部品４０の冷却が何らかの理由でできなくなったり、冷却ができていてもその冷却度合いが悪い場合には周波数制御手段６２が圧縮機２２の周波数を所定の値もしくはそれ以下に下げ、制御部品４０の発熱量を抑制してその破損を防止する。そして、制御ボックス内温度検知手段６０が、上記Ｔ１とは異なる別の所定温度Ｔ２以下を検知すると、周波数制御手段６２は圧縮機２２の周波数を所定の値まで上げるか、もしくは元の周波数まで上げて運転を行う。
【００４９】
圧縮機２２の周波数を変更するための温度閾値として、異なる２つの温度Ｔ１、Ｔ２を設けているのは、Ｔ１とＴ２が同じ温度の場合、制御ボックス４２内の温度がわずかな温度変化を繰り返すと、周波数を下げる動作と上げる動作を頻繁に繰り返すこととなり、空気調和機２０の運転が短時間で頻繁に変化するのを繰り返すことにつながるが、これを避けるためである。
【００５０】
また、制御部品４０の温度上昇を抑える別の手段として、制御ボックス４２内の温度が
所定温度Ｔ３以上となると、制御ボックス内温度検知手段６０がこれを検知して、電流制御手段６４が圧縮機２２に流れる電流を所定の値もしくはそれ以下に下げる。これにより、例えばファン５４が何らかの理由で回転数が下がったり停止したりして、ファン５４ならびに冷却ユニット４４からなる冷却装置が制御部品４０を十分に冷却できない場合でも、圧縮機２２に流れる電流を下げて、制御部品４０の発熱量を小さくし、その温度を低くするようにして、制御部品４０を破損させないようにすることができる。そして、制御ボックス内温度検知手段６０が、上記Ｔ３とは異なる別の所定温度Ｔ４以下を検知すると、電流制御手段６４は圧縮機２２に流れる電流を所定の値まで上げるか、もしくは元の電流まで上げて運転を行う。
【００５１】
圧縮機２２に流れる電流を変更するための温度閾値として、異なる２つの温度Ｔ３、Ｔ４を設けているのは、Ｔ３とＴ４が同じ温度の場合、制御ボックス４２内の温度がわずかな温度変化を繰り返すと、圧縮機２２に流れる電流を下げる動作と上げる動作を頻繁に繰り返すこととなり、空気調和機２０の運転が短時間で頻繁に変化するのを繰り返すことにつながるが、これを避けるためである。
【００５２】
本実施の形態によれば、仮にファン５４が何らかの理由で回転数が下がったり停止したりして冷却装置が制御部品４０を十分に冷却できない場合でも、圧縮機２２の駆動周波数を下げたり、圧縮機２２に流れる電流を下げて制御部品４０の温度を下げるようにして制御部品４０を破損させないようにすることができる。
【００５３】
以上、上述の実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されない。
【００５４】
例えば、冷却ユニット４４は、制御ボックス４２内において、図２に示すように制御部品４０の下方に配置されるが、ファン５４による制御ボックス４２内の空気の強制攪拌によって冷却ユニット４４の表面に滴下するような結露水が発生しないのであれば、冷却ユニット４４を制御部品４０の上方に配置可能である。しかしながら、この場合、冷却ユニット４４と制御部品４０の間に水受け皿４８を配置するのが好ましい。
【００５５】
また、上述では、冷媒が、圧縮機２２、室外熱交換器２４、減圧装置２６、室内熱交換器２８と順に流れる空気調和機２０、すなわち冷房運転を実行する空気調和機２０について説明したが、本発明はこれに限らない。冷媒が、圧縮機２２、室内熱交換器２８、減圧装置２６、室外熱交換器２４と順に流れる空気調和機２０、すなわち暖房運転を実行する空気調和機２０に対しても、本発明は適用可能である。
【００５６】
さらに、上述の実施の形態の場合、冷却ユニット４４は、冷媒配管３４内を流れる冷媒全てを利用して制御ボックス４２内の空気を冷却するように構成されているが、本発明はこれに限らない。冷媒配管３０、３２、３４、３６のいずれか１つに流れる冷媒の一部を、制御ボックス４２内の空気の冷却に利用してもよい。
【００５７】
例えば、減圧装置２６の下流側近傍の冷媒配管３４の部分から分枝し、制御ボックス４２内を通過し、そして室内熱交換器２８の上流側近傍の冷媒配管３４の部分に至る、バイパスする配管を設け、このバイパス配管にフィン構造体を取り付けて、冷却ユニット４４を構成してもよい。この場合、上述の実施の形態に比べて、制御部品４０に対する冷却能力は低下するものの、空気調和機２０の冷房能力は向上する。
【００５８】
本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に
含まれると理解されるべきである。
【００５９】
（実施の形態２）
図４は、本発明の第２の実施の形態に係る空気調和機の構成を概略的に示す図である。図４において６６は、ファン５４の回転数を検知するファン回転数検知手段である。以下、実施の形態１と異なる部分についてのみ記載する。
【００６０】
ファン回転数検知手段６６が所定以下の回転数を検知すると、圧縮機の駆動周波数を制御する周波数制御手段６２が周波数を所定の値、もしくはそれ以下にするもので、ファン４４の回転数が何らかの原因で小さくなって、あるいはファン４４の回転が止まって、制御部品４０を十分に冷却できない場合でも圧縮機２２の駆動周波数を下げることで、制御部品４０の温度が所定温度以上にならないようにして保護することができ、より高い信頼性が確保できる。なおファン４４の回転数が、上記とは異なる所定以上の回転数となると、周波数の値は上げられる、もしくは元の周波数に戻される。
【００６１】
また、ファン回転数検知手段６６が所定以下の回転数を検知すると、圧縮機２２に流れる電流を制御する電流制御手段６４が電流を所定の値もしくはそれ以下にするもので、ファン４４の回転数が何らかの原因で小さくなって、あるいはファン４４が止まって、制御部品４０を十分に冷却できない場合でも圧縮機２２に流れる電流を下げることで、制御部品４０の温度が所定以上にならないようにして保護することができ、より高い信頼性が確保できる。なお、ファン４４の回転数が上記とは異なる所定以上の回転数となると、電流値は上げる、もしくは元の電流値に戻される。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明は、冷却装置が制御部品を十分に冷却できない場合でも制御部品が所定以上の温度にならないようにして制御部品を保護することが可能で、高い信頼性を備える冷却装置および空気調和機を実現することができ、冷媒を用いて制御ボックス内の空気を冷却するものであれば空気調和機に限らず、例えば冷蔵庫などの冷媒を扱うものにも適用可能である。
【符号の説明】
【００６３】
２２ 圧縮機
２４ 室外熱交換器
２６ 減圧装置
２８ 室内熱交換器
２８ 室内熱交換器
４０ 制御部品
４２ 制御ボックス
４４ 冷却ユニット
５４ ファン
５６ ファン駆動制御手段
６０ 制御ボックス内温度検知手段
６２ 周波数制御手段
６４ 電流制御手段
６６ ファン回転数検知手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和機の制御部品を冷却する冷却装置、およびそれを備えた空気調和機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧縮機、室外熱交換器、減圧装置、室内熱交換器、およびこれらを接続して冷媒が流れる配管を有する空気調和機において、制御基板などの制御部品は例えば粉塵や水などから保護するために制御ボックス内に収容してある。その際、制御部品が安定して動作するのを保証するために、制御部品の冷却を考慮する必要があった。そこで、制御ボックス内の温度と制御部品の温度を検知して、冷却装置を駆動するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図５は、前記特許文献１に記載された従来の冷却装置を示すものである。図５に示すように発熱体１を収納した電気品箱２と、圧縮機３と凝縮器４と膨張弁５と蒸発器６にて構成された冷凍サイクル７と、この冷凍サイクル７中の低温冷媒にて放熱器１２を介して前記発熱体１を冷却する冷却機構８と、前記発熱体１の温度を検出する発熱体温度検出手段９と、前記電気品箱２内の温度を検出する空気温度検出手段１０と、前記発熱体温度検出手段９で検出した発熱体温度と前記空気温度検出手段１０で検出した電気品箱内空気温度とを比較し前記発熱体温度が前記電気品箱内空気温度以上の所定の温度幅域の上限に達すると前記冷却機構８を作動し、前記所定の温度幅域の下限に達すると前記冷却機構８を停止する制御手段１１とから構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１８７７２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の空気調和機の場合、冷却装置（冷却機構）が制御部品（発熱体）を十分に冷却できない場合に、制御部品の温度が所定以上の温度になって制御部品を破損させる恐れがあるという課題を有していた。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、仮に冷却装置が制御部品を十分に冷却できない場合でも制御部品を破損させることのない冷却装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記従来の課題を解決するために、本発明の冷却装置は、制御ボックス内に制御部品と離れた状態で配置され、冷媒との熱交換によって制御ボックス内の空気を冷却する冷却ユニットと、制御ボックス内の空気を攪拌するファンと、制御ボックス内の温度を検知する制御ボックス内温度検知手段と、前記冷媒を循環させる圧縮機の駆動周波数を制御する周波数制御手段を備え、前記制御ボックス内温度検知手段が所定の温度以上の温度を検知すると周波数制御手段が周波数を下げる構成としてある。
【０００８】
これによって、仮に冷却ユニットが制御部品を十分に冷却できない場合でも圧縮機の駆動周波数を下げて制御部品が所定以上の温度にならないようにして制御部品を保護することが可能となる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の冷却装置によれば、仮に冷却装置が制御部品を十分に冷却できない場合でも制御部品が所定以上の温度にならないようにして制御部品を保護することが可能で、高い信頼性を備える冷却装置および空気調和機を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１に係る冷却装置と空気調和機の概略構成図
【図２】図１に示す制御ボックスの内部を示す概略構成図
【図３】図１に示す冷却ユニットの斜視図
【図４】本発明の実施の形態２に係る冷却装置と空気調和機の概略構成図
【図５】従来の冷却装置の概略構成図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
第１の発明は、制御ボックス内に制御部品と離れた状態で配置され、冷媒との熱交換によって制御ボックス内の空気を冷却する冷却ユニットと、制御ボックス内の空気を攪拌するファンと、制御ボックス内の温度を検知する制御ボックス内温度検知手段と、前記冷媒を循環させる圧縮機の駆動周波数を制御する周波数制御手段を備え、制御ボックス内温度検知手段が所定以上の温度を検知すると周波数制御手段が周波数を下げる構成としたもので、仮に冷却ユニットが制御部品を十分に冷却できない場合でも圧縮機の駆動周波数を所定以下に下げて、制御部品が所定以上の温度にならないようにして制御部品を破損させないようにすることができ、より高い信頼性が確保できる。
【００１２】
第２の発明は、第１の発明においてファンの回転数を検知するファン回転数検知手段をさらに備え、前記ファン回転数検知手段が所定以下の回転数を検知すると周波数制御手段が周波数を下げる構成としてあり、ファンの回転数が何らかの原因で小さくなって制御部品を十分に冷却できない場合でも圧縮機の駆動周波数を所定以下に下げて、制御部品が所定以上の温度にならないようにして制御部品を破損させないようにすることができ、より高い信頼性が確保できる。
【００１３】
第３の発明機は、制御ボックス内に制御部品と離れた状態で配置され、冷媒との熱交換によって制御ボックス内の空気を冷却する冷却ユニットと、制御ボックス内の空気を攪拌するファンと、制御ボックス内の温度を検知する制御ボックス内温度検知手段と、前記冷媒を循環させる圧縮機に流れる電流を制御する電流制御手段を備え、制御ボックス内温度検知手段が所定以上の温度を検知すると電流制御手段が電流値を下げる構成としたもので、仮に冷却ユニットが制御部品を十分に冷却できない場合でも圧縮機に流れる電流値を下げて、制御部品が所定以上の温度にならないようにして制御部品を破損させないようにすることができ、より高い信頼性が確保できる。
【００１４】
第４の発明は、第３の発明においてファンの回転数を検知するファン回転数検知手段をさらに備え、前記ファン回転数検知手段が所定以下の回転数を検知すると電流制御手段が電流値を下げる構成としてあり、ファンの回転数が何らかの原因で小さくなって制御部品を十分に冷却できない場合でも圧縮機に流れる電流を所定以下に下げて、制御部品が所定以上の温度にならないようにして制御部品を破損させないようにすることができ、より高い信頼性が確保できる。
【００１５】
第５の発明は、第１〜第４の発明において、その冷却ユニットは複数のフィンを有するフィン構造体と、前記フィン構造体の前記フィンとは反対側面に装着した冷媒配管とで構成し、かつ、前記フィンと冷媒配管装着用の溝とは同じ方向に形成した構成としてあり、フィン構造体を引き抜き成形または押し出し成形によって安価に作製することができる。
【００１６】
第６の発明は、第１〜第５の発明において、その冷却ユニットは制御部品の下方に配置し、当該冷却ユニットの下方に水受け皿を配置した構成としてあり、仮に結露水が発生したとしてもこの結露水によって制御部品が濡れるのを防止することができる。
【００１７】
第７の発明は、第１〜第６の発明において、その冷却ユニットは制御部品の一部となる制御基板の適所に複数のフィンを有するフィン構造体を直接取り付け、このフィン構造体のフィンは冷却ユニットを内蔵した制御ボックスの外部に露出する構成としてあり、制御基板上の特に高熱を発する発熱素子設置部分に前記フィン構造体を設けることによって効果的に冷却することができる。
【００１８】
第８の発明は、制御ボックス内の空気を攪拌するファンは冷却ユニットのフィン構造体に向かって送風する配置構成としてあり、冷却ユニットによって冷却された空気が制御ボックス内全体に拡散して冷却効果が向上すると同時に、冷却ユニットまわりの空気の流れが速くなって冷却ユニットの表面に結露水発生し難くなり結露水発生を効果的に防止できる。
【００１９】
第９の発明は、圧縮機と、室外熱交換器と、減圧装置と、室内熱交換器と、およびこれらを接続して冷媒が流れる配管とを有する空気調和機であって、当該空気調和機の制御ボックス内に収容された制御部品を冷却する冷却装置として、上記第１〜第８のいずれかの発明に記載の冷却装置を用いた空気調和機としてあり、安価な構成で結露を防止しつつ制御部品の冷却が可能で高い信頼性を有する空気調和機が実現できる。
【００２０】
第１０の発明は、第９の空気調和機においてその冷却装置における制御ボックス内の空気を冷却する冷却ユニットの冷媒は、減圧装置と室内熱交換器との間の配管を流れる冷媒としてあり、減圧装置によって低圧にされた冷媒が流れるので低振動化できるとともに配管の薄肉化によるコスト抑制もでき、かつ、冷却ユニット専用の冷媒通路を別途設ける必要がなく、空気調和機の構成の簡素化をはかることができる。
【００２１】
第１１の発明は、第９の空気調和機においてその冷却装置における制御ボックス内の空気を冷却する冷却ユニットの冷媒は、圧縮機と、室外熱交換器と、減圧装置と、室内熱交換器とで構成される冷凍サイクルの一部から分流する冷媒としてあり、空気調和機の冷房能力の低下を抑制しつつ結露防止と制御部品の冷却が可能となる。
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２３】
（実施の形態１）
図１は本発明に係る冷却装置と空気調和機の構成を概略的に示す図である。また図２は本発明の実施の形態に係る制御ボックスの内部構成を概略的に示す図である。また図３は本発明の実施の形態に係る冷却ユニットの斜視図である。
【００２４】
図１に示すように、空気調和機２０は、圧縮機２２、室外熱交換器２４、減圧装置２６、室内熱交換器２８、およびこれらを接続する冷媒配管３０、３２、３４、３６を有する。減圧装置２６としては、膨張弁や銅製の毛細管であるキャピラリーチューブを採用することができる。なお、空気調和機２０は、圧縮機２２、室外熱交換器２４、および減圧装置２６を収容する室外機と、室内熱交換器２８を収容する室内機とに分かれている。
【００２５】
空気調和機２０は、冷媒が、冷媒配管３０、３２、３４、３６を介して、圧縮機２２から順に、室外熱交換器２４、減圧装置２６、後述する制御ボックス４２の冷却ユニット４４、室内熱交換器２８を経て再び圧縮機２２に戻る冷凍サイクルを実現するように構成さ
れている。
【００２６】
冷凍サイクルにおいて、冷媒は、圧縮機２２によって圧縮された後、気相状態で室外熱交換器２４に向かって冷媒配管３０内を流れる。次に、冷媒は、室外熱交換器２４を介する室外空気との熱交換によって熱を奪われて液相状態になり、減圧装置２６に向かって冷媒配管３２を流れる。続いて、冷媒は、減圧装置２６によって膨張されて圧力が低下し、後述する制御ボックス４２の冷却ユニット４４を介し室内熱交換器２８に向かって冷媒配管３４を流れる。そして、冷媒は、室内熱交換器２８を介して室内空気から熱を奪って気相状態になり、圧縮機２２に向かって冷媒配管３６を流れる。
【００２７】
また、空気調和機２０は、冷凍サイクルを制御する制御部品（制御基板と制御基板上に搭載されている各種電子部品を含む）４０と、制御部品４０を保護する制御ボックス４２とを有する。なお、制御ボックス４２は、室外機に設けられている。
【００２８】
なお、本発明で言う「制御部品」は、空気調和機２０の制御に使用されるための部品、例えば圧縮機２２の出力や減圧装置２６としての膨張弁の絞り量を制御する電子部品であって、複数の電子部品が実装された制御基板に限定されず、部分的にまたは全体が発熱するために冷却が必要な部品を言う。
【００２９】
制御部品４０は、制御ボックス４２内に収容されることにより、例えば粉塵や水などから保護されている。そのために制御ボックス４２は、その内部に粉塵や水が浸入しないように密閉するように構成されている。例えば制御ボックス４２において、制御部品４０から制御ボックス４２の外部に延びるケーブル（図示せず）が通過する穴はシールされている。また制御ボックス４２は、上面が開口した本体と、本体の上面を覆う蓋とから構成されていることがメンテナンス性の面から望ましく、さらに本体と蓋との間もシールされていることが望ましい。なお、このようなシールには、ＥＰＴシートなどのスポンジ状の樹脂材料を用いることができる。
【００３０】
制御部品４０は、制御ボックス４２内に密閉して収容されているため、冷却を必要とする。そのために、制御ボックス４２内に冷却ユニット４４が設けられている。
【００３１】
冷却ユニット４４は、冷凍サイクルの冷媒との熱交換により制御ボックス４２内の空気を冷却するように構成され、図２に示すように、冷媒配管３４と、冷媒配管３４に取り付けられたフィン構造体４６とから構成される。
【００３２】
具体的には、図１に示すように冷媒配管３４の一部分が制御ボックス４２内を通過し、図２に示すように制御ボックス４２内の冷媒配管３４の部分に板形状の複数のフィン４６ａを備えるフィン構造体４６が取り付けられている。冷却ユニット４４は、制御部品４０とは離れた位置に設けてあり、フィン構造体４６を介して制御ボックス４２内の空気と冷媒配管３４内を流れる冷媒との間で熱交換することにより、制御ボックス４２内の空気を冷却する。このような冷却ユニット４４により、制御部品４０は空気を介して冷却される。
【００３３】
なお、冷却ユニット４４の一部を構成する冷媒配管は、減圧装置２６と室内熱交換器２８とを接続する冷媒配管３４が好ましい。冷媒配管３４を有効的に利用することにより、制御ボックス４２内の空気の冷却のためだけに、制御ボックス４２内を通過して冷媒が流れる配管を別途設ける必要がなくなる。
【００３４】
また、冷媒配管３４は、減圧装置２６によって低圧にされた冷媒が流れるので、図１に示す他の冷媒配管３０、３２、３６に比べて作用する圧力や発生する振動が小さい。その
ため、冷媒配管３４を、制御ボックス４２内に配設した方が、他の冷媒配管３０、３２、３６を配設する場合に比べて振動を抑制することができる。また、その結果として制御ボックス４２内へ配設する配管を薄肉化することが可能となり、使用する材料を低減できてコストを抑えることができるという副次的なメリットも有する。さらに、別の理由としては、冷媒配管３４を流れる冷媒は元々低圧であるため、制御ボックス４２を経由することによる（長尺化による）圧力損失の影響が小さいことがある。
【００３５】
冷却ユニット４４のフィン構造体４６は、例えば、図３に示すように、アルミなどの金属によって一体的に形成されている。板形状の複数のフィン４６ａが、フィン構造体４６の本体部４６ｂの一方の表面に、互いに平行に等間隔をあけて並んで設けられている。また、フィン構造体４６は、フィン４６ａが設けられた表面と反対側の表面に、蛇行形状に成形された冷媒配管３４の部分と係合する複数の溝４６ｃを備えている。
【００３６】
図３に示すように、フィン構造体４６の複数の溝４６ｃは、複数のフィン４６ａの並列方向と同じ方向に延びるように形成されている。これにより、フィン構造体４６を、引き抜き成形または押し出し成形によって作製することができ、他の作製方法（例えば切削加工）に比べて安価に作製することができる。
【００３７】
なお、可能であれば、冷却ユニット４４は図２に示すように、制御部品４０と離れた状態で且つ該制御部品４０の下方に配置されるのが好ましい。これは制御部品４０が、冷却ユニット４４の表面（具体的にはフィン構造体４６の表面と冷媒配管３４の表面）に発生した結露水によって濡れるのを確実に防ぐようにするためである。
【００３８】
冷却ユニット４４の表面に発生した結露水が滴下する場合に備えて、結露水を受ける皿形状の水受け皿４８を冷却ユニット４４の下方に設けるのが好ましい。これにより、冷却ユニット４４の下方に位置する空気調和機２０の構成要素が結露水によって濡れることを防止することができる。なお、図２に示すように、水受け皿４８内の結露水を制御ボックス４２の外部に排出するための排水管４９を、水受け皿４８の底に接続してもよい。
【００３９】
また、この冷却装置は、冷却ユニット４４に加えて、別の制御部品４０（制御基板の別の部分）を冷却するための手段がいくつか設けられている。
【００４０】
冷却ユニット４４のフィン構造体４６とは別のフィン構造体５２が、制御部品４０に、特に制御部品４０の一部である制御基板の高熱を発する部分（例えば発熱素子設置部分）に直接取り付けられている。このフィン構造体５２は、制御部品４０と制御ボックス４２の外部の空気との間で熱交換するように構成されている。
【００４１】
具体的には、フィン構造体５２は、冷却ユニット４４のフィン構造体４６と同様に、例えばアルミなどから作製されており、複数のフィン５２ａを備える。フィン構造体５２のフィン５２ａは、制御ボックス４２の外部に露出するように構成されている。また、フィン５２ａは、室外熱交換器２４まわりの空気を室外機の外部に排出するためのファン（図示せず）の風下に位置するように設けられている。このようなフィン構造体５２を介することにより、制御部品４０は室外機のファン（図示せず）によって冷却される。
【００４２】
また、制御ボックス４２の空気を強制的に攪拌するファン５４が、制御ボックス４２内に設けられている。このファン５４は、制御ボックス４２内の空気を攪拌することにより、該制御ボックス４２内の温度分布を一様にし、制御部品４０の冷却効率を高める役割をする。ファン５４の駆動は制御部品４０に取り付けたファン駆動制御手段５６によって制御される。
【００４３】
ファン５４はまた、制御ボックス４２内の空気を強制的に攪拌することにより、冷却ユニット４４の表面に結露水が発生することを抑制することができる。具体的に説明すると、ファン５４によって冷却ユニット４４周辺の空気が移動するため、ファン５４が存在しない場合に比べて、冷却ユニット４４の表面に結露水が発生し難く、また結露水が発生しても大きく成長し難い。
【００４４】
なおファン５４は、図２に示すように、冷却ユニット４４のフィン構造体４６に向かって送風するように配置するのが好ましい。ファン５４がフィン構造体４６に向かって送風することにより、冷却ユニット４４によって冷却された空気が制御ボックス４２内全体に拡散する。また、冷却ユニット４４まわりの空気の流れが速くなり、冷却ユニット４４の表面に結露水がさらに発生し難くなる。
【００４５】
さらに、制御ボックス４２の内部への外部からの熱の移動を抑制するために、制御ボックス４２の内部空間は断熱材（図示せず）によって断熱されるのが好ましい。断熱材は、例えば制御ボックス４２の外側表面に設けられる。この断熱材により、冷却ユニット４４による制御部品４０に対する冷却効果が、断熱材がない場合に比べて向上する。なお、断熱材は、制御ボックス４２の外側表面に設けられることが制御ボックス４２内の空間の有効利用の点から望ましいが、制御ボックス４２の内側表面に設けてもよい。
【００４６】
なお、断熱材として、グラスウールなどの繊維系断熱材、ウレタンフォームなどの発泡系断熱材、真空断熱材などが挙げられる。断熱材に比べて断熱性能が高い真空断熱材を使用するのが好ましい。真空断熱材として、例えば、ガラス繊維をラミネートフィルムでパッキングし、その内部圧力を減圧してなるものが挙げられる。
【００４７】
制御部品４０には、図１に示すようにファン駆動制御手段５６以外に、制御ボックス４２内の温度を検知する制御ボックス内温度検知手段６０と、圧縮機２２の周波数を制御する周波数制御手段６２と、圧縮機２２に流れる電流を制御する電流制御手段６４が備えられている。
【００４８】
制御ボックス４２内の温度が所定温度Ｔ１以上となると、制御ボックス内温度検知手段６０がこれを検知して、周波数制御手段６２が圧縮機２２の周波数を所定の値もしくはそれ以下に下げる。これにより、例えばファン５４が何らかの理由で回転数が下がったり停止したりして、ファン５４ならびに冷却ユニット４４からなる冷却装置が制御部品４０を十分に冷却できない場合でも、圧縮機２２の駆動周波数を下げて、制御部品４０の発熱量を小さくし、その温度を低くするようにして、制御部品４０を破損させないようにすることができる。この動作は、ファン駆動制御手段５６がきちんと機能してファン４４が駆動している場合でも実施する。すなわち、ファン５４による制御部品４０の冷却が何らかの理由でできなくなったり、冷却ができていてもその冷却度合いが悪い場合には周波数制御手段６２が圧縮機２２の周波数を所定の値もしくはそれ以下に下げ、制御部品４０の発熱量を抑制してその破損を防止する。そして、制御ボックス内温度検知手段６０が、上記Ｔ１とは異なる別の所定温度Ｔ２以下を検知すると、周波数制御手段６２は圧縮機２２の周波数を所定の値まで上げるか、もしくは元の周波数まで上げて運転を行う。
【００４９】
圧縮機２２の周波数を変更するための温度閾値として、異なる２つの温度Ｔ１、Ｔ２を設けているのは、Ｔ１とＴ２が同じ温度の場合、制御ボックス４２内の温度がわずかな温度変化を繰り返すと、周波数を下げる動作と上げる動作を頻繁に繰り返すこととなり、空気調和機２０の運転が短時間で頻繁に変化するのを繰り返すことにつながるが、これを避けるためである。
【００５０】
また、制御部品４０の温度上昇を抑える別の手段として、制御ボックス４２内の温度が
所定温度Ｔ３以上となると、制御ボックス内温度検知手段６０がこれを検知して、電流制御手段６４が圧縮機２２に流れる電流を所定の値もしくはそれ以下に下げる。これにより、例えばファン５４が何らかの理由で回転数が下がったり停止したりして、ファン５４ならびに冷却ユニット４４からなる冷却装置が制御部品４０を十分に冷却できない場合でも、圧縮機２２に流れる電流を下げて、制御部品４０の発熱量を小さくし、その温度を低くするようにして、制御部品４０を破損させないようにすることができる。そして、制御ボックス内温度検知手段６０が、上記Ｔ３とは異なる別の所定温度Ｔ４以下を検知すると、電流制御手段６４は圧縮機２２に流れる電流を所定の値まで上げるか、もしくは元の電流まで上げて運転を行う。
【００５１】
圧縮機２２に流れる電流を変更するための温度閾値として、異なる２つの温度Ｔ３、Ｔ４を設けているのは、Ｔ３とＴ４が同じ温度の場合、制御ボックス４２内の温度がわずかな温度変化を繰り返すと、圧縮機２２に流れる電流を下げる動作と上げる動作を頻繁に繰り返すこととなり、空気調和機２０の運転が短時間で頻繁に変化するのを繰り返すことにつながるが、これを避けるためである。
【００５２】
本実施の形態によれば、仮にファン５４が何らかの理由で回転数が下がったり停止したりして冷却装置が制御部品４０を十分に冷却できない場合でも、圧縮機２２の駆動周波数を下げたり、圧縮機２２に流れる電流を下げて制御部品４０の温度を下げるようにして制御部品４０を破損させないようにすることができる。
【００５３】
以上、上述の実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されない。
【００５４】
例えば、冷却ユニット４４は、制御ボックス４２内において、図２に示すように制御部品４０の下方に配置されるが、ファン５４による制御ボックス４２内の空気の強制攪拌によって冷却ユニット４４の表面に滴下するような結露水が発生しないのであれば、冷却ユニット４４を制御部品４０の上方に配置可能である。しかしながら、この場合、冷却ユニット４４と制御部品４０の間に水受け皿４８を配置するのが好ましい。
【００５５】
また、上述では、冷媒が、圧縮機２２、室外熱交換器２４、減圧装置２６、室内熱交換器２８と順に流れる空気調和機２０、すなわち冷房運転を実行する空気調和機２０について説明したが、本発明はこれに限らない。冷媒が、圧縮機２２、室内熱交換器２８、減圧装置２６、室外熱交換器２４と順に流れる空気調和機２０、すなわち暖房運転を実行する空気調和機２０に対しても、本発明は適用可能である。
【００５６】
さらに、上述の実施の形態の場合、冷却ユニット４４は、冷媒配管３４内を流れる冷媒全てを利用して制御ボックス４２内の空気を冷却するように構成されているが、本発明はこれに限らない。冷媒配管３０、３２、３４、３６のいずれか１つに流れる冷媒の一部を、制御ボックス４２内の空気の冷却に利用してもよい。
【００５７】
例えば、減圧装置２６の下流側近傍の冷媒配管３４の部分から分枝し、制御ボックス４２内を通過し、そして室内熱交換器２８の上流側近傍の冷媒配管３４の部分に至る、バイパスする配管を設け、このバイパス配管にフィン構造体を取り付けて、冷却ユニット４４を構成してもよい。この場合、上述の実施の形態に比べて、制御部品４０に対する冷却能力は低下するものの、空気調和機２０の冷房能力は向上する。
【００５８】
本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に
含まれると理解されるべきである。
【００５９】
（実施の形態２）
図４は、本発明の第２の実施の形態に係る空気調和機の構成を概略的に示す図である。図４において６６は、ファン５４の回転数を検知するファン回転数検知手段である。以下、実施の形態１と異なる部分についてのみ記載する。
【００６０】
ファン回転数検知手段６６が所定以下の回転数を検知すると、圧縮機の駆動周波数を制御する周波数制御手段６２が周波数を所定の値、もしくはそれ以下にするもので、ファン４４の回転数が何らかの原因で小さくなって、あるいはファン４４の回転が止まって、制御部品４０を十分に冷却できない場合でも圧縮機２２の駆動周波数を下げることで、制御部品４０の温度が所定温度以上にならないようにして保護することができ、より高い信頼性が確保できる。なおファン４４の回転数が、上記とは異なる所定以上の回転数となると、周波数の値は上げられる、もしくは元の周波数に戻される。
【００６１】
また、ファン回転数検知手段６６が所定以下の回転数を検知すると、圧縮機２２に流れる電流を制御する電流制御手段６４が電流を所定の値もしくはそれ以下にするもので、ファン４４の回転数が何らかの原因で小さくなって、あるいはファン４４が止まって、制御部品４０を十分に冷却できない場合でも圧縮機２２に流れる電流を下げることで、制御部品４０の温度が所定以上にならないようにして保護することができ、より高い信頼性が確保できる。なお、ファン４４の回転数が上記とは異なる所定以上の回転数となると、電流値は上げる、もしくは元の電流値に戻される。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明は、冷却装置が制御部品を十分に冷却できない場合でも制御部品が所定以上の温度にならないようにして制御部品を保護することが可能で、高い信頼性を備える冷却装置および空気調和機を実現することができ、冷媒を用いて制御ボックス内の空気を冷却するものであれば空気調和機に限らず、例えば冷蔵庫などの冷媒を扱うものにも適用可能である。
【符号の説明】
【００６３】
２２ 圧縮機
２４ 室外熱交換器
２６ 減圧装置
２８ 室内熱交換器
２８ 室内熱交換器
４０ 制御部品
４２ 制御ボックス
４４ 冷却ユニット
５４ ファン
５６ ファン駆動制御手段
６０ 制御ボックス内温度検知手段
６２ 周波数制御手段
６４ 電流制御手段
６６ ファン回転数検知手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御ボックス内に制御部品と離れた状態で配置され、冷媒との熱交換によって前記制御ボックス内の空気を冷却する冷却ユニットと、前記制御ボックス内の空気を攪拌するファンと、前記制御ボックス内の温度を検知する制御ボックス内温度検知手段と、前記冷媒を循環させる圧縮機の駆動周波数を制御する周波数制御手段を備え、前記制御ボックス内温度検知手段が所定以上の温度を検知すると前記周波数制御手段が周波数を下げる冷却装置。
【請求項２】
ファンの回転数を検知するファン回転数検知手段をさらに備え、前記ファン回転数検知手段が所定以下の回転数を検知すると周波数制御手段が周波数を下げる請求項１記載の冷却装置。
【請求項３】
制御ボックス内に制御部品と離れた状態で配置され、冷媒との熱交換によって前記制御ボックス内の空気を冷却する冷却ユニットと、前記制御ボックス内の空気を攪拌するファンと、前記制御ボックス内の温度を検知する制御ボックス内温度検知手段と、前記冷媒を循環させる圧縮機に流れる電流を制御する電流制御手段を備え、前記制御ボックス内温度検知手段が所定以上の温度を検知すると前記電流制御手段が電流値を下げる冷却装置。
【請求項４】
ファンの回転数を検知するファン回転数検知手段をさらに備え、前記ファン回転数検知手段が所定以下の回転数を検知すると電流制御手段が電流値を下げる請求項３記載の冷却装置。
【請求項５】
冷却ユニットは複数のフィンを有するフィン構造体と、前記フィン構造体の前記フィンとは反対側面に装着した冷媒配管とで構成し、かつ、前記フィンと冷媒配管装着用の溝とは同じ方向に形成した請求項１〜４のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項６】
冷却ユニットは制御部品の下方に配置し、当該冷却ユニットの下方に水受け皿を配置した請求項１〜５のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項７】
冷却ユニットは制御部品の一部である制御基板の適所に複数のフィンを有するフィン構造体を直接取り付け、このフィン構造体のフィンは冷却ユニットを内蔵した制御ボックスの外部に露出する構成とした請求項１〜６のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項８】
制御ボックス内の空気を攪拌するファンは冷却ユニットのフィン構造体に向かって送風するように配置した請求項１〜７のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項９】
圧縮機と、室外熱交換器と、減圧装置と、室内熱交換器と、およびこれらを接続して冷媒が流れる配管とを有する空気調和機であって、当該空気調和機の制御ボックス内に収容された制御部品を冷却する冷却装置として、請求項１〜８のいずれか１項に記載の冷却装置を用いた空気調和機。
【請求項１０】
冷却装置における制御ボックス内の空気を冷却する冷却ユニットの冷媒は、減圧装置と室内熱交換器との間の配管を流れる冷媒とした請求項９に記載の空気調和機。
【請求項１１】
冷却装置における制御ボックス内の空気を冷却する冷却ユニットの冷媒は、圧縮機と、室外熱交換器と、減圧装置と、室内熱交換器とで構成される冷凍サイクルの一部から分流する冷媒とした請求項９に記載の空気調和機。
【請求項１】
制御ボックス内に制御部品と離れた状態で配置され、冷媒との熱交換によって前記制御ボックス内の空気を冷却する冷却ユニットと、前記制御ボックス内の空気を攪拌するファンと、前記制御ボックス内の温度を検知する制御ボックス内温度検知手段と、前記冷媒を循環させる圧縮機の駆動周波数を制御する周波数制御手段を備え、前記制御ボックス内温度検知手段が所定以上の温度を検知すると前記周波数制御手段が周波数を下げる冷却装置。
【請求項２】
ファンの回転数を検知するファン回転数検知手段をさらに備え、前記ファン回転数検知手段が所定以下の回転数を検知すると周波数制御手段が周波数を下げる請求項１記載の冷却装置。
【請求項３】
制御ボックス内に制御部品と離れた状態で配置され、冷媒との熱交換によって前記制御ボックス内の空気を冷却する冷却ユニットと、前記制御ボックス内の空気を攪拌するファンと、前記制御ボックス内の温度を検知する制御ボックス内温度検知手段と、前記冷媒を循環させる圧縮機に流れる電流を制御する電流制御手段を備え、前記制御ボックス内温度検知手段が所定以上の温度を検知すると前記電流制御手段が電流値を下げる冷却装置。
【請求項４】
ファンの回転数を検知するファン回転数検知手段をさらに備え、前記ファン回転数検知手段が所定以下の回転数を検知すると電流制御手段が電流値を下げる請求項３記載の冷却装置。
【請求項５】
冷却ユニットは複数のフィンを有するフィン構造体と、前記フィン構造体の前記フィンとは反対側面に装着した冷媒配管とで構成し、かつ、前記フィンと冷媒配管装着用の溝とは同じ方向に形成した請求項１〜４のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項６】
冷却ユニットは制御部品の下方に配置し、当該冷却ユニットの下方に水受け皿を配置した請求項１〜５のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項７】
冷却ユニットは制御部品の一部である制御基板の適所に複数のフィンを有するフィン構造体を直接取り付け、このフィン構造体のフィンは冷却ユニットを内蔵した制御ボックスの外部に露出する構成とした請求項１〜６のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項８】
制御ボックス内の空気を攪拌するファンは冷却ユニットのフィン構造体に向かって送風するように配置した請求項１〜７のいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項９】
圧縮機と、室外熱交換器と、減圧装置と、室内熱交換器と、およびこれらを接続して冷媒が流れる配管とを有する空気調和機であって、当該空気調和機の制御ボックス内に収容された制御部品を冷却する冷却装置として、請求項１〜８のいずれか１項に記載の冷却装置を用いた空気調和機。
【請求項１０】
冷却装置における制御ボックス内の空気を冷却する冷却ユニットの冷媒は、減圧装置と室内熱交換器との間の配管を流れる冷媒とした請求項９に記載の空気調和機。
【請求項１１】
冷却装置における制御ボックス内の空気を冷却する冷却ユニットの冷媒は、圧縮機と、室外熱交換器と、減圧装置と、室内熱交換器とで構成される冷凍サイクルの一部から分流する冷媒とした請求項９に記載の空気調和機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−９６６４１（Ｐ２０１３−９６６４１Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３９９８４（Ｐ２０１１−２３９９８４）
【出願日】平成２３年１１月１日（２０１１．１１．１）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１日（２０１１．１１．１）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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