JP2015161431A - Outdoor unit and air conditioner using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、パワーモジュールを用いて圧縮機を駆動する室外機及びこれを用いた空気調和装置に関する。 The present invention relates to an outdoor unit that drives a compressor using a power module and an air conditioner using the same.
従来から、空気調和装置において圧縮機に供給する電力を制御するために電力制御用の半導体素子を有するパワーモジュールが用いられている。このパワーモジュールは主としてインバータ回路のスイッチング素子として用いられるものであって、スイッチング動作を行う際に発熱する。ここで、この発熱を利用して空気調和装置において循環する冷媒を加熱することが提案されている(特許文献1参照)。特許文献1には、パワーモジュールが筐体で覆われているとともに、筐体の放熱面が圧縮機に導入される冷媒に熱的に接続されており、パワーモジュールで発生する熱を冷媒に熱伝達させる空気調和装置が開示されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a power module having a power control semiconductor element is used to control power supplied to a compressor in an air conditioner. This power module is mainly used as a switching element of an inverter circuit, and generates heat when performing a switching operation. Here, it has been proposed to heat the refrigerant circulating in the air conditioner using this heat generation (see Patent Document 1). In
特許文献1において、パワーモジュールは電気品箱内に設置されている。そのため、パワーモジュールの駆動により発生するノイズは電気品箱において吸収される。そして、ノイズは電気品箱から室外機の筐体へ伝わり、室外機の筐体において電気的に接地される構造になっている。一方で、パワーモジュールを電気品箱の外部である圧縮機に設置し、パワーモジュールから直接圧縮機を加熱することも考えられている。しかしながら、この場合にはパワーモジュールより発生するノイズは外部へ伝播しやすくなるため、パワーモジュールから生じるノイズが周囲の部品に与える悪影響を抑制することが望まれている。
In
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、パワーモジュールを利用して圧縮機内部の冷媒の寝込みを防止するとともに、パワーモジュールから発生するノイズを軽減することができる室外機及びこれを用いた空気調和装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problem, and an outdoor unit that can reduce the noise generated from the power module while preventing the stagnation of the refrigerant inside the compressor using the power module, and It is providing the air conditioning apparatus using this.
本発明の室外機は、電動機を備えた圧縮機と、圧縮機に接続された熱交換器と、熱交換器に送風を行う室外ファンとが筐体内に設置された室外機であって、圧縮機の外郭であって電動機よりも下の位置に取り付けられ、圧縮機の電動機に電力を供給する際に駆動するパワーモジュールと、筐体の内部を室外ファンが収容される送風機室と圧縮機が収容される機械室とに仕切る仕切り板とを有し、仕切り板には、圧縮機の上部を覆う切り起こし部が形成されていることを特徴とする。 An outdoor unit of the present invention is an outdoor unit in which a compressor provided with an electric motor, a heat exchanger connected to the compressor, and an outdoor fan that blows air to the heat exchanger are installed in a housing, A power module that is attached to a position below the electric motor and is driven when power is supplied to the electric motor of the compressor, and a blower chamber and a compressor in which an outdoor fan is accommodated inside the housing. It has a partition plate partitioned into a machine room to be accommodated, and the partition plate is formed with a cut-and-raised portion that covers the upper part of the compressor.
本発明によれば、パワーモジュールが圧縮機の外郭に取り付けられていることにより、パワーモジュールから発生した熱を用いて圧縮機に冷媒が寝込むのを防止することができるとともに、圧縮機の上部に切り起こし部が設けられていることにより、パワーモジュールから上方へ伝達するノイズを切り起こし部が吸収することができるため、パワーモジュールのノイズを低コストで軽減することができる。 According to the present invention, since the power module is attached to the outer shell of the compressor, it is possible to prevent the refrigerant from sleeping in the compressor using the heat generated from the power module, and at the top of the compressor. Since the cut-and-raised portion is provided, the noise that is transmitted upward from the power module can be absorbed by the cut-and-raised portion, so that the noise of the power module can be reduced at low cost.
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。図1は本発明の実施形態における空気調和装置の冷凍サイクル回路11の冷凍サイクル回路図である。以下に示す空気調和装置1の各構成は一例を示したものであり、これらに限定されるものではない。図1に示すように、図1の空気調和装置1は、冷媒を循環させる冷凍サイクル(ヒートポンプサイクル)を利用して冷房運転及び暖房運転を行うものであって、室外機1A及び室内機1Bを有している。そして、空気調和装置1は、室外機1Aと室内機1Bとは冷媒配管を介して接続された冷凍サイクル回路11を構成している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a refrigeration cycle circuit diagram of a
冷凍サイクル回路11には、冷媒が充填されており、冷媒配管内を冷媒が循環することで蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行うものである。充填される冷媒は、例えばアンモニア冷媒やフロン冷媒であるがこれに限定されず公知の冷媒を用いることができる。この冷凍サイクル回路11は、圧縮機21、流路切替器22、室外熱交換器23、室内熱交換器25及び膨張弁27が接続されたものである。このうち、圧縮機21、流路切替器22、室外熱交換器23及び膨張弁27は室外機1Aに設置されており、室内熱交換器25は室内機1Bに設置されている。
The
圧縮機21は、冷媒を高温高圧に圧縮するものであり、例えば、ロータリー型の圧縮機からなっている。流路切替器22は、例えば第1から第4までの4つのポートを形成した四方弁からなっており、冷房運転や暖房運転等の運転状態に応じて、冷凍サイクル回路内の接続関係を切り換えるものである。流路切替器22は、第1ポート45が圧縮機21の吐出側である吐出管91に接続されている。流路切替器22は、第4ポート48が室内熱交換器25に接続されている。流路切替器22は、第3ポート47が圧縮機21の吸入側に接続されている。流路切替器22は、第2ポート46が室外熱交換器23に接続されている。流路切替器22において、冷房運転時には第1ポート45と第2ポート46とが接続され、第3ポート47と第4ポート48とが接続される。一方、暖房運転時には第1ポート45と第4ポート48とが接続され、第2ポート46と第3ポート47とが接続される。
The
室外熱交換器23は、膨張弁27から供給された冷媒と室外の空気とを熱交換するものであり、あるいは、圧縮機21から供給された冷媒と室外機との空気を熱交換するものである。室外熱交換器23は、例えば冷媒を通過させる伝熱管と、伝熱管を流れる冷媒と外気との間の伝熱面積を大きくするためのフィンとを備えた構造を有している。室外ファン24は、室外熱交換器23に送風を行うものであって、室外熱交換器23内部を流れる冷媒と室外の空気とが熱交換された空気を室外機の外へ排出する。
The
室内熱交換器25は、暖房運転時には圧縮機21から供給された冷媒と室内の空気とを熱交換するものであり、冷房運転時には膨張弁27から供給された冷媒と室内の空気とを熱交換するものである。室内熱交換器25は、例えば冷媒を通過させる伝熱管と、伝熱管を流れる冷媒と外気との間の伝熱面積を大きくするためのフィンとを備えた構造を有している。また、室内機には室内熱交換器25に送風を行う室内ファン26が設けられている。室内ファン26は、室内の空気を吸い込み、吸い込んだ室内の空気と室内熱交換器25内部を流れる冷媒とが熱交換された空気を室内に送りだすものである。
The indoor heat exchanger 25 exchanges heat between the refrigerant supplied from the
膨張弁27は、冷媒を減圧する減圧手段であり、例えば、電子膨張弁で形成されている。膨張弁27は、暖房運転時において室内熱交換器25から供給された冷媒を減圧して室外熱交換器23へ供給する。また、膨張弁27は、冷房運転時において室外熱交換器23から供給された冷媒を減圧して室内熱交換器25へ供給する。
The
次に、図1を参照して空気調和装置1の冷房運転時の動作例について説明する。まず、流路切替器22において圧縮機21の吐出側と室外熱交換器23とが接続され、圧縮機21の吸引側と室内熱交換器25とが接続される。そして、低圧ガスの冷媒が圧縮機21において圧縮され高圧ガスとなる。高圧ガス状態の冷媒は、室外熱交換器(凝縮器)23において外気と熱交換され、冷媒のエネルギーを熱源(空気や水)に伝達することで凝縮し高圧液冷媒となる。その後、冷媒は膨張弁27で減圧され低圧二相状態となり、室内熱交換器25に流入する。室内熱交換器(蒸発器)25において、冷媒と熱交換された水または空気等は冷却される。その後、室内熱交換器25から流出した冷媒は圧縮機21に吸入される。
Next, an example of the operation of the
次に、図1を参照して空気調和装置1の暖房運転時の動作例について説明する。まず、流路切替器22において圧縮機21の吐出側と室内熱交換器25とが接続され、室外熱交換器23と圧縮機21の吸引側とが接続される。そして、圧縮機21に冷媒は低圧ガスで入り、圧縮されて高圧ガスとなる。その後、高圧ガス状態の冷媒は、室内熱交換器(凝縮器)25に流入する。冷媒は室内熱交換器25内の経路を通過するに従い、冷媒のエネルギーが負荷側の水または空気等に伝達される。この際、冷媒は凝縮して高圧液冷媒となるとともに、熱交換された水や室内空気は加熱される。
Next, with reference to FIG. 1, the operation example at the time of the heating operation of the
その後、高圧液冷媒は、室内熱交換器(凝縮器)25から膨張弁27に流入する。膨張弁27において室内熱交換器25の複数のパスを通った冷媒が集約されるとともに減圧され低圧二相状態になる。低圧二相状態の冷媒は室外熱交換器(蒸発器)23に至り、室外熱交換器23において、冷媒は外気の水や空気のエネルギーを吸収して蒸発し低圧ガスになる。その後、冷媒は流路切替器22を介して圧縮機21の吸入側へ戻る。
Thereafter, the high-pressure liquid refrigerant flows from the indoor heat exchanger (condenser) 25 into the
図2は本発明の室外機の好ましい室外機の一例を示す模式図である。図2の室外機1Aは、筐体2の内部に圧縮機21及び流路切替器22(図示せず)を収容したものであって、筐体2の内部を機械室2Aと送風機室2Bとに仕切る金属製の仕切り板201を有している。そして、機械室2A側には圧縮機21及び流路切替器22が配置されているとともに、圧縮機21等の室外機1Aの動作を制御するための電気品箱41及びパワーモジュール42が収容されている。一方、送風機室2B側には室外熱交換器23及び室外ファン24が配置されている。
FIG. 2 is a schematic view showing an example of a preferred outdoor unit of the outdoor unit of the present invention. An
図3は図2の室外機1Aに収容された圧縮機21の外観構成を示す模式図である。図3の圧縮機21は外郭80に覆われたものであり、外郭80は例えば天板部81、胴部82及び低板部83を溶接等で接合することにより内部に密閉空間が形成された構造を有している。天板部81には圧縮機21で圧縮された冷媒を圧縮機21の外部に排出する吐出管91が接続されている。この吐出管91は冷媒配管を介して第1ポート45に接続されている(図1参照)。
FIG. 3 is a schematic diagram showing an external configuration of the
胴部82は、上接続管72及び下接続管73を介して吸入マフラー61に接続されている。吸入マフラー61は、吸入管71、上接続管72、及び下接続管73を備えており、図1に示す冷凍サイクル回路11から冷媒接続管を介して供給された冷媒を吸入し、圧縮機21へ供給するものである。吸入管71は吸入マフラー61の上端に設けられており、上接続管72及び下接続管73は、吸入マフラー61の下端に設けられている。具体的には、吸入管71は、冷凍サイクル回路11から冷媒配管を介して冷媒を吸入後、上接続管72を介して上圧縮機124(図4参照)に冷媒を供給し、下接続管73を介して下圧縮機125(図4参照)に冷媒を供給する。
The
図4は図2の圧縮機の内部構造の一例を示す断面図である。図4に示すように、圧縮機21は、電動機102、圧縮機構部123を含むものである。電動機102は、例えばブラシレス直流モータからなっており、ステータ131とロータ132とを備えている。
4 is a sectional view showing an example of the internal structure of the compressor shown in FIG. As shown in FIG. 4, the
ステータ131は、巻線、鉄心、及び基板等から形成されるものであり(いずれも図示せず)、鉄心に所定回数巻付けられた巻線が誘導磁界を生むことで、ロータ132に対して回転磁界を発生させるものである。 The stator 131 is formed of a winding, an iron core, a substrate, and the like (both not shown), and the winding wound around the iron core a predetermined number of times generates an induction magnetic field, thereby A rotating magnetic field is generated.
ロータ132は、永久磁石を有し、ステータ131で生じた回転磁界により回転するものである。ロータ132にはクランクシャフト122が固定されており、クランクシャフト122は、自身の回転に連動して偏芯回転するクランクシャフト上偏芯部122a及びクランクシャフト下偏芯部122bを備えている。
The
圧縮機構部123は、上圧縮機124及び下圧縮機125から形成されている。上圧縮機124は、フレーム141、上シリンダ142、及び仕切り部材143から形成されている。下圧縮機125は仕切り部材143、下シリンダ144、及びシリンダヘッド145から形成されている。上シリンダ142は上接続管72に接続されており、クランクシャフト上偏芯部122aに偏芯回転により駆動し、冷媒を圧縮する。下シリンダ144は下接続管73に接続されておりクランクシャフト下偏芯部122bの偏芯回転により駆動し、冷媒を圧縮する。
The compression mechanism unit 123 is formed of an
次に、図3及び図4を参照して圧縮機21の動作例について説明する。なお、冷凍サイクル回路11を循環する冷媒は吸入管71を介して吸入マフラー61の内部に吸い込まれる。電動機102のステータ131において回転磁界が発生してロータ132が回転すると、ロータ132の回転とともにクランクシャフト122が回転する。クランクシャフト122は回転すると、クランクシャフト上偏芯部122aにより、図示しない上ローリングピストンが偏芯回転し、同時に、クランクシャフト下偏芯部122bにより、図示しない下ローリングピストンが偏芯回転する。このとき、冷媒は、上接続管72を介して上シリンダ142に供給される。同時に、冷媒は、下接続管73を介して下シリンダ144に供給される。そして上ローリングピストンと上ベーン(図示せず)とにより冷媒が圧縮され、圧縮された冷媒は吐出管91より外部へ吐出される。
Next, an operation example of the
なお、上記で説明した圧縮機21の構成はツインロータリー形圧縮機の一例を示すものであり、これに限定されるものではなく、例えば、シングルロータリー形圧縮機であってもよいし、ベーン圧縮機であってもよい。また、圧縮機21の電動機102はブラシレスDCモータである場合について例示しているが、交流モータ等のインバータを用いた公知のモータを用いることができる。
The configuration of the
図1及び図3に示すように、圧縮機21は、電気品箱41の内部に収容された電気部品及び電気品箱41の外部である圧縮機21の外郭80に設置されたパワーモジュール42を用いて駆動される。具体的には、電気品箱41内の電気部品及びパワーモジュール42はインバータ装置31を構成しており、圧縮機21はインバータ装置31から供給される電力により駆動する。電気品箱41とパワーモジュール42とは配線51により接続されており、パワーモジュール42と圧縮機21とは、天板部81において配線53により電気的に接続されている。つまり、圧縮機21は配線53を介してインバータ装置31と電気的に接続された状態になっている。
As shown in FIGS. 1 and 3, the
図5は図2の室外機1Aにおけるインバータ装置31の一例を示すブロック図である。図5に示すように、インバータ装置31は、コンバータ回路111、インバータ回路112、制御部113を有している。
FIG. 5 is a block diagram showing an example of the
コンバータ回路111は、商用電源である交流電源101に接続されており、交流電源101から供給された交流を整流して直流に変換するものである。具体的には、コンバータ回路111は、例えば整流器及び昇圧チョッパ回路等の公知の構成からなるものであり、交流を整流した後に整流した直流を平滑化し、平滑化した直流をインバータ回路112に供給するものである。
The converter circuit 111 is connected to an alternating current power supply 101 that is a commercial power supply, and rectifies the alternating current supplied from the alternating current power supply 101 and converts it into direct current. Specifically, the converter circuit 111 has a known configuration such as a rectifier and a boost chopper circuit, and smoothes the rectified direct current after rectifying the alternating current, and supplies the smoothed direct current to the
インバータ回路112は、コンバータ回路111から供給された平滑された直流を交流に変換して圧縮機21の電動機102に供給するものであって、例えば平滑コンデンサ等とスイッチング素子として機能するパワーモジュール42から構成されている。上述したように、インバータ回路112のうち、平滑コンデンサ等は電気品箱41内に収容されており、パワーモジュール42は圧縮機21の外郭80に取り付けられている。インバータ回路112の動作は制御部113により制御されており、制御部113からパワーモジュール42へスイッチング信号が供給されることにより、インバータ回路112から圧縮機21へ所定の電力が供給される。
The
制御部113は、外部からの制御信号に基づいてパワーモジュール42を制御している。さらに、室外機1Aには所定の周期でパワーモジュール42の温度を伝熱部43を介して検出する温度検知部44が設置されており、制御部113は温度検知部44の検出結果に応じてパワーモジュール42の動作を制御する機能を有している。これにより、パワーモジュール42は、さまざまな条件に基づいて、その条件に適したスイッチング信号でパワーモジュール42内部に実装されているスイッチング素子のスイッチング動作を制御する。この結果、電動機102が条件に応じた回転数で回転して出力トルクを生成し、圧縮機21は条件に応じて駆動することになる。
The
また、制御部113は、圧縮機21が停止した際に、圧縮機21内の冷媒の寝込みを防止するために、電動機102を加熱するための拘束通電を実行する機能を有している。ここで、拘束通電が実行された際にはパワーモジュール42もスイッチング動作を行うために発熱する。パワーモジュール42は圧縮機21の外郭80(胴部82)に設けられているとともに、圧縮機21の外郭80において電動機102の位置Hcよりも下側に設置されている。従って、電動機102の熱が伝達しにくい領域をパワーモジュール42により加熱することができるため、冷媒の寝込みを効率的に抑制することができる。
In addition, the
なお、制御部113は、拘束通電時において高周波欠相電流が電動機102に印加されるように制御する。あるいは、制御部113は、運転周波数よりも高い周波数の高周波電圧を電動機102が印加するように制御してもよい。これにより、電動機102が銅損により発熱するとともに、パワーモジュール42がスイッチング動作により発熱する。パワーモジュール42において発生した熱は、伝熱部43を介して圧縮機21の外郭80に伝達され、圧縮機21が加熱される。すると、電動機102の巻線インピーダンスが高くなり、巻線に流れる電流が小さくなって銅損は減るものの、その分、高周波電圧印加による鉄損が発生し、効果的に巻線を加熱することができる。
The
このパワーモジュール42は、ワイドバンドギャップ素子から構成されるものであって、インバータ回路112におけるスイッチング素子として機能するものである。ワイドバンドギャップ素子は、窒化ガリウム(GaN)等の窒化物半導体、炭化ケイ素(SiC)、又は、ダイヤモンド等のように、バンドギャップが2[eV]よりも大きな半導体のことであり、耐熱性の高い素子である。例えば、窒化ガリウム(GaN)のバンドギャップは、3.4[eV]であり、炭化ケイ素(SiC)のバンドギャップは、3.2[eV]である。また、窒化ガリウム(GaN)の絶縁破壊電界強度は、3.0[MV/cm]であり、炭化ケイ素(SiC)の絶縁破壊電界強度は、3.0[MV/cm]である。また、従来から回路素子の材料として利用されているシリコン(Si)は、バンドギャップが1.1[MV/cm]であり、絶縁破壊電界強度が0.3[MV/cm]である。
The
絶縁破壊電界強度が大きく、バンドギャップ幅が大きいということは、耐圧を維持しつつ、素子を薄くしてオン抵抗を低くすることができることを意味する。オン抵抗を低くすることができれば、電力損失を低減させることができる。電力損失を低減させることができることにより発熱量が減る。発熱量が減ることにより、モジュールを小型化して熱容量が小さくなったとしても温度が上昇しにくくなる。 The fact that the breakdown field strength is large and the band gap width is large means that the on-resistance can be lowered by thinning the element while maintaining the breakdown voltage. If the on-resistance can be lowered, power loss can be reduced. Heat loss can be reduced by reducing power loss. By reducing the amount of heat generated, the temperature is less likely to rise even if the module is downsized and the heat capacity is reduced.
なお、バンドギャップとは、物質内部で、電子の存在できないエネルギー領域のことである。また、ここでいう絶縁破壊電界強度とは、半導体や絶縁体において、絶縁破壊を引き起こす最大電界強度である。 Note that the band gap is an energy region where electrons cannot exist inside the substance. In addition, the dielectric breakdown electric field strength here is the maximum electric field strength that causes dielectric breakdown in a semiconductor or an insulator.
すなわちワイドバンドギャップ素子は、従来のシリコンで形成される素子と比較して、バンドギャップ幅が約3倍広く、絶縁破壊電界強度が約10倍大きい。そのため耐熱性や耐電圧性が、シリコンで形成されている素子よりも優れている。よって、ワイドバンドギャップ素子を用いることにより、冷却構造を小型化することができる。 That is, the wide band gap element has a band gap width about three times wider and a breakdown field strength about ten times larger than a conventional silicon element. For this reason, the heat resistance and voltage resistance are superior to those made of silicon. Therefore, the cooling structure can be reduced in size by using the wide band gap element.
さらに、窒化ガリウム(GaN)や炭化ケイ素(SiC)はシリコン(Si)に比べて、電界飽和速度が速い。具体的には、窒化ガリウム(GaN)の場合には電界飽和速度は2.7[1×107cm/s]であり、炭化ケイ素(SiC)の場合には電界飽和速度は2.0[1×107cm/s]であり、シリコン(Si)の場合には電界飽和速度は1.0[1×107cm/s]である。電界飽和速度が速いということは、高調波駆動が可能なことを意味するものである。高調波駆動が可能になることにより周辺部品を小型化できる。 Furthermore, gallium nitride (GaN) and silicon carbide (SiC) have a higher electric field saturation rate than silicon (Si). Specifically, in the case of gallium nitride (GaN), the electric field saturation rate is 2.7 [1 × 10 7 cm / s], and in the case of silicon carbide (SiC), the electric field saturation rate is 2.0 [ 1 × 10 7 cm / s], and in the case of silicon (Si), the electric field saturation rate is 1.0 [1 × 10 7 cm / s]. A high electric field saturation rate means that harmonic drive is possible. Peripheral parts can be downsized by enabling harmonic drive.
パワーモジュール42は、上記で説明したバンドギャップ素子を用いてスイッチング素子を実装することとしている。そのため、高温に強く耐熱性に優れており、電力損失が小さいため、発熱量も少なく、モジュールを小型化することができる。よって、従来に比べてパワーモジュール42は電気品箱41内部に設けられる必要はなく、かつ、ヒートシンク等を取り付けて放熱する必要もない。このため、バンドギャップ素子でパワーモジュール42を形成した場合、パワーモジュール42は、構造的な制約を受けることがなくなる。よってパワーモジュール42を電気品箱41から物理的に離れた場所に設けることができる。
The
すなわち、パワーモジュール42が耐熱性に優れたワイドバンドギャップ素子から構成されていることにより、長時間にわたり拘束通電を実行することができる。一方、パワーモジュール42を圧縮機21の外郭80に設置することにより、パワーモジュール42の発熱を利用して冷媒の寝込みを防止することができるとともに、パワーモジュール42において発生した熱を圧縮機21の外郭80側に熱伝導させて放熱し、パワーモジュール42の熱対策を行うことができる。
That is, since the
次に、パワーモジュール42より発生するノイズについて説明する。ノイズは、電流や電圧が急激に変化するところ、つまり、磁界や電界が急激に変化するところに発生する。図1の空気調和装置1の場合、例えば圧縮機21及び制御部113等から発生するとともに、特にインバータ回路に含まれるパワーモジュール42から発せられるノイズ量は多い。すなわち、パワーモジュール42は、コンバータ回路111から供給された直流出力をスイッチングすることでPWM信号を生成する。そして、パワーモジュール42はPWM信号を電動機102に供給し、電動機102において回転磁界を発生させ回転を制御する。つまり、パワーモジュール42では、スイッチングを行うことにより磁界や電界が急激に変化するため、ノイズが発生しやすい。
Next, noise generated from the
ノイズによる影響は、例えば、パワーモジュール42より発生するノイズにより電気品箱41内の電気部品、さらには室内機1Bの電気部品が誤動作を起こす可能性がある。このようなことから、空気調和装置1を含む各汎用家電製品については、他の機器から悪影響を受けたり、または、他の機器へ悪影響を与えたりしないように規制するための各々のEMC・EMI基準がある。
The influence of noise may cause malfunction of the electrical components in the
従来の室外機において、パワーモジュール42は電気品箱41の中に設置され、この電気品箱41は、室外機1Aの筐体2に周囲を囲まれている。このため、各々が発生するノイズは電気品箱41から室外機1Aの筐体2を伝わり電気的に接地される。また、電気品箱41に囲まれた構造であるために、外部からのノイズによる影響を受け難い構造となっている。
In the conventional outdoor unit, the
図6は図2の室外機1Aの機械室2Aの一例を示す模式図である。図6の機械室2Aにおいては、パワーモジュール42は、周辺に電気品箱41で囲われていない状態で圧縮機21の側面に配置されている。このため、パワーモジュール42より発生するノイズが低減せず、他の周辺機器へ悪影響を及ぼす可能性がある。または、外部からのノイズの影響を受けやすくなるため、パワーモジュール42が誤動作を起こす可能性もある。そのため、ノイズの影響を低減する必要がある。そこで、パワーモジュール42のノイズが他の電気部品等に悪影響を及ぼすのを抑制するために、室外機1Aの仕切り板201には切り起こし部201aが形成されている。
FIG. 6 is a schematic diagram showing an example of a
図7は図6の室外機における仕切り板の一例を示す模式図である。図6及び図7の仕切り板201は、圧縮機21の上部を覆うように切り起こし部201aを有した構造となっている。つまり、切り起こし部201aの高さ位置H1は圧縮機21の高さ位置Hcよりも高くなっている。なお、切り起こし部201aの位置H1は、パワーモジュール42より発生したノイズのうち、上部に伝播したノイズが漏洩せず、高くなり過ぎないように、圧縮機21の天板部81の位置Hcの近くに位置することが望ましい。すると、パワーモジュール42より発生したノイズのうち、上方向へ伝達するノイズは切り起こし部201aにより吸収される。そして、切り起こし部201aに吸収されたノイズは仕切り板201に電気的に接続された室外機1Aの筐体2を伝わり電気的に接地させることができる。この切り起こし部201aは金属製の仕切り板201を切り起こしたものであるため、単に圧縮機21の上部に導電性の板部材を設ける場合に比べて簡単な構造でノイズを抑制することができる。
FIG. 7 is a schematic view showing an example of a partition plate in the outdoor unit of FIG. The
さらに、室外機1Aは、運転中の圧縮機21から発生する騒音を低減する防音部材202を有している。図8は図6の室外機1Aにおける防音部材202の一例を示す模式図である。図7及び図8の防音部材202は、圧縮機21及びパワーモジュール42の側面を囲うように設置されている。特に、防音部材202には、透磁性材(低透磁性材もしくは高等磁性材)を含有する透磁性領域202aが形成されており、この透磁性領域は筐体2の底板からパワーモジュール42が取り付けられた高さ位置Hmよりも高い位置H10まで形成されている。この透磁性領域202aは、例えば防音部材202内に透磁性材料を含有させて形成してもよいし、防音部材202に磁気シールド材を貼り付けて形成したものであってもよい。
Furthermore, the
このように、防音部材202が透磁性領域202aを有することにより、パワーモジュール42から発生するノイズのうち、横方向に伝播するノイズを防音部材202において吸収することができる。特に、透磁性領域202aが高さ位置H10まで形成されていることにより、低透磁性材を使用する量を最小限に抑え、よりコストの低減を図る。
As described above, since the
なお、透磁性領域202aは筐体2の底面からパワーモジュール42が取り付けられた位置Hmを含む高さ位置H10に形成されていればよく、防音部材202のすべての領域に透磁性領域202aが形成されていてもよい。
The magnetically
上記実施形態によれば、圧縮機21の側面に設置されたパワーモジュール42を防音部材202及び仕切り板201で覆うことで低いコストで、パワーモジュール42から発生するノイズを軽減するとともに、外部から伝播するノイズの影響を受けにくい構造を実現することができる。
According to the above embodiment, the
また、室外機1Aが機械室2A内において圧縮機21及びパワーモジュール42の側面を囲うように設けられた防音部材をさらに有する場合、圧縮機21から発生する騒音を低減することができる。特に、防音部材202に筐体2の底面からパワーモジュール42が取り付けられた位置を含む高さ位置H10まで透磁性領域202aが形成されているとき、パワーモジュール42から発生するノイズを透磁性領域202aで遮断し、パワーモジュール42から発生するノイズの影響をさらに抑制することができる。
Further, when the
なお、本発明の実施形態は上記実施形態に限定されない。たとえば、上記実施形態において、パワーモジュール42は、機械室2A内において筐体の側壁に対向する位置に設置されている場合について例示しているが、仕切り板201に対向する位置に設置されるものであってもよい。具体的には、図9は本発明の室外機の別の実施形態を示す模式図である。この場合であっても、仕切り板201及び切り起こし部201aにより、パワーモジュール42から発生するノイズが外部へ及ぼす影響を抑制することができる。なお、図9において、パワーモジュール42は防音部材202を介さずに直接仕切り板201に対向する場合について例示しているが、図6と同様に防音部材202が設置されたものであってもよい。
The embodiment of the present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, the
1 空気調和装置、1A 室外機、1B 室内機、2 筐体、2A 機械室、2B 送風機室、11 冷凍サイクル回路、21 圧縮機、22 流路切替器、23 室外熱交換器、24 室外ファン、25 室内熱交換器、26 室内ファン、27 膨張弁、31 インバータ装置、41 電気品箱、42 パワーモジュール、43 伝熱部、44 温度検知部、45 第1ポート、46 第2ポート、47 第3ポート、48 第4ポート、51 配線、53 配線、61 吸入マフラー、71 吸入管、72 上接続管、73 下接続管、80 外郭、81 天板部、82 胴部、83 低板部、91 吐出管、101 交流電源、102 電動機、111 コンバータ回路、112 インバータ回路、113 制御部、122 クランクシャフト、122a クランクシャフト上偏芯部、122b クランクシャフト下偏芯部、123 圧縮機構部、124 上圧縮機、125 下圧縮機、131 ステータ、132 ロータ、141 フレーム、142 上シリンダ、143 仕切り部材、144 下シリンダ、145 シリンダヘッド、201 仕切り板、201a 切り起こし部、202 防音部材、202a 透磁性領域、H1 切り起こし部の高さ位置、H10 透磁性領域の高さ位置、Hc 圧縮機の高さ位置、Hm パワーモジュールの位置。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Air conditioning apparatus, 1A outdoor unit, 1B indoor unit, 2 housing | casing, 2A machine room, 2B blower room, 11 refrigeration cycle circuit, 21 compressor, 22 flow path switch, 23 outdoor heat exchanger, 24 outdoor fan, 25 indoor heat exchanger, 26 indoor fan, 27 expansion valve, 31 inverter device, 41 electrical component box, 42 power module, 43 heat transfer unit, 44 temperature detection unit, 45 first port, 46 second port, 47 third Port, 48 4th port, 51 wiring, 53 wiring, 61 suction muffler, 71 suction pipe, 72 upper connection pipe, 73 lower connection pipe, 80 outer shell, 81 top plate part, 82 trunk part, 83 low plate part, 91 discharge Pipe, 101 AC power supply, 102 Electric motor, 111 Converter circuit, 112 Inverter circuit, 113 Control unit, 122 Crankshaft, 122a Clan Cshaft upper eccentric part, 122b Crankshaft lower eccentric part, 123 Compression mechanism part, 124 Upper compressor, 125 Lower compressor, 131 Stator, 132 Rotor, 141 Frame, 142 Upper cylinder, 143 Partition member, 144 Lower cylinder, 145 Cylinder head, 201 Partition plate, 201a Cut-and-raised part, 202 Soundproof member, 202a Magnetically permeable area, H1 Height position of cut-raised part, H10 Height position of magnetically permeable area, Hc Compressor height position, Hm power Module location.
Claims (9)
前記圧縮機の外郭であって前記電動機よりも下の位置に取り付けられ、前記圧縮機の前記電動機に電力を供給する際に駆動するパワーモジュールと、
前記筐体の内部を前記室外ファンが収容される送風機室と前記圧縮機が収容される機械室とに仕切る仕切り板と
を有し、
前記仕切り板には、前記圧縮機の上部を覆う切り起こし部が形成されている
ことを特徴とする室外機。 A compressor provided with an electric motor, a heat exchanger connected to the compressor, and an outdoor fan for blowing air to the heat exchanger are installed in a housing,
A power module that is attached to a position lower than the electric motor and is driven when power is supplied to the electric motor of the compressor;
A partition plate that partitions the interior of the housing into a blower chamber in which the outdoor fan is accommodated and a machine chamber in which the compressor is accommodated.
The outdoor unit, wherein the partition plate is formed with a cut-and-raised portion that covers an upper portion of the compressor.
前記パワーモジュールの動作を制御する制御部をさらに有し、
前記制御部は、前記圧縮機が停止した時には、前記電動機を加熱する電流を流す拘束通電を実行するものであり、
前記スイッチング素子を動作させて前記電動機に電流を流す拘束通電を実行することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の室外機。 The power module includes a switching element composed of a wide gap semiconductor element,
A control unit for controlling the operation of the power module;
When the compressor is stopped, the control unit performs restraint energization to flow a current for heating the electric motor,
6. The outdoor unit according to claim 1, wherein the energization is performed by operating the switching element to flow a current to the electric motor.
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