JP2011112254A - Refrigeration device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、圧縮機へ電力を供給する電源のパワー素子を冷媒によって冷却する冷凍装置に関するものである。 The present invention relates to a refrigeration apparatus that cools a power element of a power source that supplies electric power to a compressor with a refrigerant.
従来より、圧縮機へ電力を供給する電源のパワー素子を冷媒によって冷却する冷凍装置が知られている。例えば、特許文献１には、冷媒が流れる銅製の冷媒管と、アルミニウム等の熱伝導率の高い金属からなり冷媒管が埋設された平板状の本体部とを備えた冷却用部材が開示されている。この冷却用部材は、銅製の冷媒管を用いて耐圧性能を確保するとともに、加工性やコストを考量して、冷媒管とパワー素子との間の伝熱部材としてアルミニウム製の本体部を用いるようにしている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a refrigeration apparatus that cools a power element of a power source that supplies power to a compressor with a refrigerant is known. For example, Patent Document 1 discloses a cooling member including a copper refrigerant pipe through which a refrigerant flows and a flat plate-like main body portion made of a metal having high thermal conductivity such as aluminum and having a refrigerant pipe embedded therein. Yes. This cooling member uses a copper refrigerant pipe to ensure pressure resistance, and considers workability and cost, and uses an aluminum main body as a heat transfer member between the refrigerant pipe and the power element. I have to.
ところで、このような構成の冷却用部材では、冷媒管を流れる冷媒が本体部を介してパワー素子から吸熱するため、パワー素子から冷媒管までの熱抵抗を小さくして、パワー素子と冷媒との熱交換効率を向上させることが必要である。ここで、熱抵抗を小さくするために、パワー素子の接触面から冷媒管までの本体部の厚みを薄く形成することが考えられる。しかしながら、パワー素子と冷媒管との間にアルミニウム製の本体部が介在しているために熱抵抗を小さくする上で限界があった。 By the way, in the cooling member having such a configuration, since the refrigerant flowing through the refrigerant pipe absorbs heat from the power element through the main body portion, the thermal resistance from the power element to the refrigerant pipe is reduced, and the power element and the refrigerant are It is necessary to improve the heat exchange efficiency. Here, in order to reduce the thermal resistance, it is conceivable to reduce the thickness of the main body from the contact surface of the power element to the refrigerant pipe. However, since an aluminum main body is interposed between the power element and the refrigerant tube, there is a limit in reducing the thermal resistance.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、圧縮機へ電力を供給する電源のパワー素子を冷媒によって冷却する冷凍装置において、パワー素子と冷却用部材との熱交換効率を向上させることにある。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide heat exchange efficiency between a power element and a cooling member in a refrigeration apparatus that cools a power element of a power source that supplies power to a compressor with a refrigerant. Is to improve.
本発明は、圧縮機（30）が接続されて冷凍サイクルを行う冷媒回路（20）と、パワー素子（56）を有して該圧縮機（30）の電動機（33）へ電力を供給する電源（55）と、該冷媒回路（20）の冷媒によって該電源（55）のパワー素子（56）を冷却する冷却用部材（50）とを備えた冷凍装置を対象とし、次のような解決手段を講じた。 The present invention includes a refrigerant circuit (20) connected to a compressor (30) for performing a refrigeration cycle, and a power source (56) that supplies power to the electric motor (33) of the compressor (30). (55) and a refrigeration apparatus comprising a cooling member (50) for cooling the power element (56) of the power source (55) by the refrigerant of the refrigerant circuit (20). Took.
すなわち、第１の発明は、前記冷却用部材（50）は、冷媒が流れる冷媒管（52）と、該冷媒管（52）が埋設された本体部（51）とを備え、
前記冷媒管（52）には、前記本体部（51）の表面に露出して前記パワー素子（56）に熱的に接触する平面部（52a）が設けられていることを特徴とするものである。
That is, in the first invention, the cooling member (50) includes a refrigerant pipe (52) through which a refrigerant flows, and a main body (51) in which the refrigerant pipe (52) is embedded,
The refrigerant pipe (52) is provided with a flat part (52a) exposed on the surface of the main body part (51) and in thermal contact with the power element (56). is there.
第１の発明では、冷却用部材（50）は、冷媒が流れる冷媒管（52）と、冷媒管（52）が埋設された本体部（51）とを備える。冷媒管（52）には、本体部（51）の表面に露出した平面部（52a）が設けられる。この平面部（52a）にパワー素子（56）を熱的に接触させることで、冷媒管（52）を流れる冷媒とパワー素子（56）とを熱交換させる。 In the first invention, the cooling member (50) includes a refrigerant pipe (52) through which the refrigerant flows and a main body (51) in which the refrigerant pipe (52) is embedded. The refrigerant pipe (52) is provided with a flat part (52a) exposed on the surface of the main body part (51). The power element (56) is brought into thermal contact with the flat portion (52a), so that the refrigerant flowing through the refrigerant pipe (52) and the power element (56) exchange heat.
このような構成とすれば、冷媒管（52）を流れる冷媒とパワー素子（56）との熱交換効率を向上させることができる。 With such a configuration, the efficiency of heat exchange between the refrigerant flowing through the refrigerant pipe (52) and the power element (56) can be improved.
具体的に、従来の冷却用部材（50）のように、本体部（51）の厚み方向の略中央位置に冷媒管（52）を埋設させた構成では、冷媒管（52）からパワー素子（56）までの熱抵抗を小さくして、冷媒管（52）を流れる冷媒とパワー素子（56）との熱交換効率を向上させるためには、パワー素子（56）の接触面から冷媒管（52）までの本体部（51）の厚みを薄くする必要があった。しかしながら、本体部（51）の厚みを薄くしたとしても、パワー素子（56）と冷媒管（52）との間に本体部（51）が介在していることに変わりはなく、熱抵抗を小さくする上で限界があった。 Specifically, as in the conventional cooling member (50), in the configuration in which the refrigerant pipe (52) is embedded at a substantially central position in the thickness direction of the main body (51), the power element ( 56), the heat resistance between the refrigerant flowing through the refrigerant pipe (52) and the power element (56) is improved, and the refrigerant pipe (52 ) Until the thickness of the main body part (51) had to be reduced. However, even if the thickness of the main body (51) is reduced, the main body (51) is still interposed between the power element (56) and the refrigerant pipe (52), and the thermal resistance is reduced. There was a limit to doing it.
これに対し、本発明では、本体部（51）の表面に露出する平面部（52a）を冷媒管（52）に設け、この平面部（52a）にパワー素子（56）を熱的に接触させるようにしたから、パワー素子（56）と冷媒管（52）とを直接接触させて熱抵抗を小さくし、冷媒管（52）を流れる冷媒とパワー素子（56）との熱交換効率を向上させることができる。 In contrast, in the present invention, the flat surface portion (52a) exposed on the surface of the main body portion (51) is provided in the refrigerant pipe (52), and the power element (56) is brought into thermal contact with the flat surface portion (52a). As a result, the power element (56) and the refrigerant pipe (52) are brought into direct contact with each other to reduce the thermal resistance, and the heat exchange efficiency between the refrigerant flowing through the refrigerant pipe (52) and the power element (56) is improved. be able to.
第２の発明は、第１の発明において、
前記冷媒管（52）の平面部（52a）は、該冷媒管（52）の外周面をプレス成形することで形成されていることを特徴とするものである。
According to a second invention, in the first invention,
The flat portion (52a) of the refrigerant pipe (52) is formed by press molding the outer peripheral surface of the refrigerant pipe (52).
第２の発明では、冷媒管（52）の外周面がプレス成形されることで、冷媒管（52）の平面部（52a）が形成される。このような構成とすれば、例えば、円筒形状の冷媒管（52）を、その外周面が本体部（51）の表面から膨出するように本体部（51）に埋設しておき、本体部（51）と冷媒管（52）とをプレス成形機でプレスすることで、本体部（51）の表面と面一な平面部（52a）を冷媒管（52）に対して容易に形成することができる。 In the second aspect of the invention, the flat surface portion (52a) of the refrigerant pipe (52) is formed by press-molding the outer peripheral surface of the refrigerant pipe (52). With such a configuration, for example, the cylindrical refrigerant pipe (52) is embedded in the main body (51) so that the outer peripheral surface swells from the surface of the main body (51). By easily pressing (51) and the refrigerant pipe (52) with a press molding machine, a plane part (52a) flush with the surface of the main body part (51) can be easily formed with respect to the refrigerant pipe (52). Can do.
第３の発明は、第１又は第２の発明において、
前記冷媒管（52）は、その断面形状が長円状に形成されていることを特徴とするものである。
According to a third invention, in the first or second invention,
The refrigerant pipe (52) is characterized in that its cross-sectional shape is formed in an oval shape.
第３の発明では、冷媒管（52）の断面形状が長円状に形成される。このような構成とすれば、平面部（52a）の表面積を大きくしてパワー素子（56）との接触面積を増やすことができ、冷媒管（52）を流れる冷媒とパワー素子（56）との熱交換効率をさらに向上させることができる。 In 3rd invention, the cross-sectional shape of a refrigerant pipe (52) is formed in an ellipse. With such a configuration, the surface area of the planar portion (52a) can be increased to increase the contact area with the power element (56), and the refrigerant flowing through the refrigerant pipe (52) and the power element (56) can be increased. The heat exchange efficiency can be further improved.
第４の発明は、第１乃至第３の発明のうち何れか１つにおいて、
前記冷媒管（52）は、前記本体部（51）内に互いに間隔をおいて埋設され且つその両端部が該本体部（51）から突出した複数の伝熱管（52b）と、隣接する各伝熱管（52b）の端部同士を接続するＵ字管（52c）とを備え、
前記伝熱管（52b）の両端部及び前記Ｕ字管（52c）は、前記平面部（52a）の反対面側に向かって傾斜するように折り曲げられていることを特徴とするものである。
According to a fourth invention, in any one of the first to third inventions,
The refrigerant pipe (52) is embedded in the main body (51) at a distance from each other, and both end portions of the refrigerant pipe (52b) protrude from the main body (51) and adjacent heat transfer tubes (52b). A U-tube (52c) connecting the ends of the heat tube (52b),
Both ends of the heat transfer tube (52b) and the U-shaped tube (52c) are bent so as to incline toward the opposite surface side of the flat surface portion (52a).
第４の発明では、冷媒管（52）は、複数の伝熱管（52b）とＵ字管（52c）とを備える。複数の複数の伝熱管（52b）は、本体部（51）内に互いに間隔をおいて埋設され且つその両端部が該本体部（51）から突出している。Ｕ字管（52c）は、隣接する各伝熱管（52b）の端部同士を接続している。そして、伝熱管（52b）の両端部及びＵ字管（52c）は、平面部（52a）の反対面側に向かって傾斜するように折り曲げられる。 In the fourth invention, the refrigerant tube (52) includes a plurality of heat transfer tubes (52b) and a U-shaped tube (52c). The plurality of heat transfer tubes (52b) are embedded in the main body (51) at intervals, and both end portions thereof protrude from the main body (51). The U-shaped tube (52c) connects the ends of the adjacent heat transfer tubes (52b). Then, both end portions of the heat transfer tube (52b) and the U-shaped tube (52c) are bent so as to incline toward the opposite surface side of the flat surface portion (52a).
このような構成とすれば、筐体の取付面に冷却用部材（50）を取り付ける際に、冷媒管（52）の伝熱管（52b）及びＵ字管（52c）がその取付面に干渉することがなく、冷媒管（52）の平面部（52a）とパワー素子（56）とを確実に密着させることができる。 With such a configuration, when the cooling member (50) is attached to the attachment surface of the housing, the heat transfer tube (52b) and the U-shaped tube (52c) of the refrigerant tube (52) interfere with the attachment surface. And the flat portion (52a) of the refrigerant pipe (52) and the power element (56) can be reliably adhered to each other.
本発明によれば、本体部（51）の表面に露出する平面部（52a）を冷媒管（52）に設け、この平面部（52a）にパワー素子（56）を熱的に接触させるようにしたから、パワー素子（56）と冷媒管（52）とを直接接触させて熱抵抗を小さくし、冷媒管（52）を流れる冷媒とパワー素子（56）との熱交換効率を向上させることができる。 According to the present invention, the flat surface portion (52a) exposed on the surface of the main body portion (51) is provided in the refrigerant pipe (52), and the power element (56) is brought into thermal contact with the flat surface portion (52a). Therefore, the power element (56) and the refrigerant pipe (52) are brought into direct contact with each other to reduce the thermal resistance and improve the heat exchange efficiency between the refrigerant flowing through the refrigerant pipe (52) and the power element (56). it can.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the following description of the preferred embodiment is merely illustrative in nature and is not intended to limit the present invention, its application, or its use.
本実施形態は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷凍装置によって構成された空調機（10）である。 The present embodiment is an air conditioner (10) configured by a refrigeration apparatus that performs a vapor compression refrigeration cycle.
図１に示すように、本実施形態の空調機（10）は、屋外に設置される室外ユニット（11）と、屋内に設置される室内ユニット（12）を１つずつ備えている。室外ユニット（11）には、室外回路（21）が収容されている。室内ユニット（12）には、室内回路（22）が収容されている。この空調機（10）では、室外回路（21）と室内回路（22）を一対の連絡配管（23,24）で接続することによって冷媒回路（20）が形成されている。 As shown in FIG. 1, the air conditioner (10) of this embodiment includes an outdoor unit (11) installed outdoors and an indoor unit (12) installed indoors. An outdoor circuit (21) is accommodated in the outdoor unit (11). An indoor circuit (22) is accommodated in the indoor unit (12). In the air conditioner (10), the refrigerant circuit (20) is formed by connecting the outdoor circuit (21) and the indoor circuit (22) with a pair of connecting pipes (23, 24).
前記室外回路（21）には、圧縮機（30）と、四方切換弁（41）と、室外熱交換器（42）と、冷却用部材（50）と、膨張弁（43）とが設けられている。なお、冷却用部材（50）については後述する。 The outdoor circuit (21) is provided with a compressor (30), a four-way switching valve (41), an outdoor heat exchanger (42), a cooling member (50), and an expansion valve (43). ing. The cooling member (50) will be described later.
前記圧縮機（30）は、その吐出側が四方切換弁（41）の第１のポートに接続され、その吸入側がアキュームレータ（34）を介して四方切換弁（41）の第２のポートに接続されている。四方切換弁（41）は、その第３のポートが室外熱交換器（42）の一端に接続され、その第４のポートがガス側閉鎖弁（44）に接続されている。室外熱交換器（42）の他端は、冷却用部材（50）を介して膨張弁（43）の一端に接続されている。膨張弁（43）の他端は、液側閉鎖弁（45）に接続されている。 The discharge side of the compressor (30) is connected to the first port of the four-way switching valve (41), and the suction side is connected to the second port of the four-way switching valve (41) via the accumulator (34). ing. The four-way switching valve (41) has a third port connected to one end of the outdoor heat exchanger (42), and a fourth port connected to the gas-side closing valve (44). The other end of the outdoor heat exchanger (42) is connected to one end of the expansion valve (43) via a cooling member (50). The other end of the expansion valve (43) is connected to the liquid side closing valve (45).
前記室内回路（22）には、室内熱交換器（46）が設けられている。室内回路（22）は、そのガス側の端部がガス側連絡配管（23）を介してガス側閉鎖弁（44）に接続され、その液側の端部が液側連絡配管（24）を介して液側閉鎖弁（45）に接続されている。 The indoor circuit (22) is provided with an indoor heat exchanger (46). The indoor circuit (22) has its gas side end connected to the gas side shutoff valve (44) via the gas side connection pipe (23), and its liquid side end connected to the liquid side connection pipe (24). And is connected to the liquid side closing valve (45).
前記圧縮機（30）は、いわゆる全密閉型圧縮機である。つまり、圧縮機（30）では、冷媒を圧縮する圧縮機構（32）と、圧縮機構（32）を回転駆動するための電動機（33）とが、１つのケーシング（31）内に収容されている。四方切換弁（41）は、第１のポートと第３のポートが連通し且つ第２のポートと第４のポートが連通する第１状態（図１に実線で示す状態）と、第１のポートと第４のポートが連通し且つ第２のポートと第３のポートが連通する第２状態（図１に破線で示す状態）とに切り換わる。膨張弁（43）は、弁体がパルスモータによって駆動される開度可変の電動膨張弁である。 The compressor (30) is a so-called hermetic compressor. That is, in the compressor (30), the compression mechanism (32) for compressing the refrigerant and the electric motor (33) for rotationally driving the compression mechanism (32) are accommodated in one casing (31). . The four-way switching valve (41) includes a first state (state indicated by a solid line in FIG. 1) in which the first port and the third port communicate and the second port and the fourth port communicate, The state is switched to a second state (state indicated by a broken line in FIG. 1) in which the port communicates with the fourth port and the second port communicates with the third port. The expansion valve (43) is a variable opening electric expansion valve whose valve body is driven by a pulse motor.
前記室外熱交換器（42）及び室内熱交換器（46）は、何れも冷媒を空気と熱交換させるためのフィン・アンド・チューブ型熱交換器である。室外熱交換器（42）は、室外空気と冷媒を熱交換させる。室外ユニット（11）には、室外熱交換器（42）へ室外空気を送るための室外ファン（13）が設けられている。室内熱交換器（46）は、室内空気と冷媒を熱交換させる。室内ユニット（12）には、室内熱交換器（46）へ室内空気を送るための室内ファン（14）が設けられている。 Both the outdoor heat exchanger (42) and the indoor heat exchanger (46) are fin-and-tube heat exchangers for exchanging heat between the refrigerant and air. The outdoor heat exchanger (42) exchanges heat between the outdoor air and the refrigerant. The outdoor unit (11) is provided with an outdoor fan (13) for sending outdoor air to the outdoor heat exchanger (42). The indoor heat exchanger (46) exchanges heat between the indoor air and the refrigerant. The indoor unit (12) is provided with an indoor fan (14) for sending room air to the indoor heat exchanger (46).
前記室外ユニット（11）には、電源であるインバータ装置（55）が設けられている。インバータ装置（55）は、商用電源から供給された交流の周波数をコントローラ（図示省略）からの指令値に変換し、周波数を変換した交流を圧縮機（30）の電動機（33）へ供給するように構成されている。このインバータ装置（55）には、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等のパワー素子（56）が設けられている。 The outdoor unit (11) is provided with an inverter device (55) as a power source. The inverter device (55) converts the AC frequency supplied from the commercial power source into a command value from a controller (not shown), and supplies the AC with the converted frequency to the electric motor (33) of the compressor (30). It is configured. The inverter device (55) is provided with a power element (56) such as an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor).
図２は、インバータ装置及び冷却用部材の要部を示す拡大図である。図２に示すように、インバータ装置（55）では、パワー素子（56）が配線基板（57）に対して下側から取り付けられている。 FIG. 2 is an enlarged view showing main parts of the inverter device and the cooling member. As shown in FIG. 2, in the inverter device (55), the power element (56) is attached to the wiring board (57) from the lower side.
前記冷却用部材（50）は、アルミニウム等の熱伝導率の高い金属からなる本体部（51）と、本体部（51）に埋設された銅製の冷媒管（52）とを備えている。本体部（51）は、やや肉厚の平板状に形成されている。 The cooling member (50) includes a main body (51) made of a metal having a high thermal conductivity such as aluminum, and a copper refrigerant pipe (52) embedded in the main body (51). The main body (51) is formed in a slightly thick flat plate shape.
ここで、前記冷媒管（52）には、本体部（51）の表面に露出した平面部（52a）が設けられている。この平面部（52a）は、冷媒管（52）の外周面をプレス成形することで形成されている。具体的に、円筒形状の冷媒管（52）を、その外周面が本体部（51）の表面から膨出するように本体部（51）に埋設しておき、本体部（51）と冷媒管（52）とをプレス成形機でプレスすることで、本体部（51）の表面と面一な平面部（52a）が冷媒管（52）に形成されている。 Here, the refrigerant pipe (52) is provided with a flat part (52a) exposed on the surface of the main body part (51). The flat portion (52a) is formed by press-molding the outer peripheral surface of the refrigerant pipe (52). Specifically, a cylindrical refrigerant pipe (52) is embedded in the main body (51) so that the outer peripheral surface thereof swells from the surface of the main body (51), and the main body (51) and the refrigerant pipe By pressing (52) with a press molding machine, a flat surface portion (52a) flush with the surface of the main body portion (51) is formed in the refrigerant pipe (52).
前記冷媒管（52）の平面部（52a）は、ヒートスプレッダ（58）を介してパワー素子（56）に対して下側から取り付けられ、パワー素子（56）の下面に熱的に密着している。室外回路（21）では、室外熱交換器（42）と膨張弁（43）との間に、冷却用部材（50）の冷媒管（52）が接続されている。冷媒管（52）を流れる冷媒は、ヒートスプレッダ（58）及び本体部（51）を介してパワー素子（56）から吸熱する。 The flat part (52a) of the refrigerant pipe (52) is attached to the power element (56) from the lower side via the heat spreader (58), and is in thermal contact with the lower surface of the power element (56). . In the outdoor circuit (21), the refrigerant pipe (52) of the cooling member (50) is connected between the outdoor heat exchanger (42) and the expansion valve (43). The refrigerant flowing through the refrigerant pipe (52) absorbs heat from the power element (56) through the heat spreader (58) and the main body (51).
このような構成とすれば、冷媒管（52）を流れる冷媒とパワー素子（56）との熱交換効率を向上させることができる。 With such a configuration, the efficiency of heat exchange between the refrigerant flowing through the refrigerant pipe (52) and the power element (56) can be improved.
具体的に、従来の冷却用部材（50）のように、本体部（51）の厚み方向の略中央位置に冷媒管（52）を埋設させた構成では、冷媒管（52）からパワー素子（56）までの熱抵抗を小さくして、冷媒管（52）を流れる冷媒とパワー素子（56）との熱交換効率を向上させるためには、パワー素子（56）の接触面から冷媒管（52）までの本体部（51）の厚みを薄くする必要があった。しかしながら、本体部（51）の厚みを薄くしたとしても、パワー素子（56）と冷媒管（52）との間に本体部（51）が介在していることに変わりはなく、熱抵抗を小さくする上で限界があった。 Specifically, as in the conventional cooling member (50), in the configuration in which the refrigerant pipe (52) is embedded at a substantially central position in the thickness direction of the main body (51), the power element ( 56), the heat resistance between the refrigerant flowing through the refrigerant pipe (52) and the power element (56) is improved, and the refrigerant pipe (52 ) Until the thickness of the main body part (51) had to be reduced. However, even if the thickness of the main body (51) is reduced, the main body (51) is still interposed between the power element (56) and the refrigerant pipe (52), and the thermal resistance is reduced. There was a limit to doing it.
これに対し、本発明では、本体部（51）の表面に露出する平面部（52a）を冷媒管（52）に設け、この平面部（52a）にパワー素子（56）を熱的に接触させるようにしたから、パワー素子（56）と冷媒管（52）とを直接接触させて熱抵抗を小さくし、冷媒管（52）を流れる冷媒とパワー素子（56）との熱交換効率を向上させることができる。 In contrast, in the present invention, the flat surface portion (52a) exposed on the surface of the main body portion (51) is provided in the refrigerant pipe (52), and the power element (56) is brought into thermal contact with the flat surface portion (52a). As a result, the power element (56) and the refrigerant pipe (52) are brought into direct contact with each other to reduce the thermal resistance, and the heat exchange efficiency between the refrigerant flowing through the refrigerant pipe (52) and the power element (56) is improved. be able to.
なお、本実施形態では、銅製の冷媒管（52）の外周面をプレス成形することで、アルミニウム製の本体部（51）よりも熱伝導率の高い平面部（52a）を形成するようにしたが、この形態に限定するものではなく、例えば、円筒形状の冷媒管（52）の外周面に銅製の伝熱部材を接合し且つ本体部（51）の表面に露出する面を平面状とすることで、冷媒管（52）に平面部（52a）を設けるようにしてもよい。 In the present embodiment, the outer peripheral surface of the copper refrigerant pipe (52) is press-molded to form the flat portion (52a) having a higher thermal conductivity than the aluminum main body portion (51). However, it is not limited to this form. For example, a copper heat transfer member is joined to the outer peripheral surface of the cylindrical refrigerant pipe (52) and the surface exposed to the surface of the main body (51) is planar. Thus, the flat portion (52a) may be provided in the refrigerant pipe (52).
なお、前記冷媒管（52）は、例えば銅管で構成されるが、伝熱性の高い金属であれば、それ以外の材料で構成されていても良い。 In addition, although the said refrigerant | coolant pipe | tube (52) is comprised, for example with a copper pipe, if it is a metal with high heat conductivity, it may be comprised with the material other than that.
−運転動作−
本実施形態の空調機（10）は、冷房動作と暖房動作とを選択的に行う。
-Driving action-
The air conditioner (10) of the present embodiment selectively performs a cooling operation and a heating operation.
〈冷房動作〉
まず、冷房動作について説明する。冷房動作中の空調機（10）では、四方切換弁（41）が第１状態（図１に実線で示す状態）に設定され、室外ファン（13）と室内ファン（14）とが運転される。そして、冷房動作中の冷媒回路（20）では、室外熱交換器（42）が凝縮器となって室内熱交換器（46）が蒸発器となる冷凍サイクルが行われる。
<Cooling operation>
First, the cooling operation will be described. In the air conditioner (10) during the cooling operation, the four-way switching valve (41) is set to the first state (the state indicated by the solid line in FIG. 1), and the outdoor fan (13) and the indoor fan (14) are operated. . In the refrigerant circuit (20) during the cooling operation, a refrigeration cycle is performed in which the outdoor heat exchanger (42) serves as a condenser and the indoor heat exchanger (46) serves as an evaporator.
冷房動作中の冷媒回路（20）において、圧縮機（30）から吐出された冷媒は、四方切換弁（41）を通って室外熱交換器（42）へ流入し、室外空気へ放熱して凝縮する。室外熱交換器（42）において凝縮した冷媒は、冷却用部材（50）の冷媒管（52）へ流入する。 In the refrigerant circuit (20) during the cooling operation, the refrigerant discharged from the compressor (30) flows into the outdoor heat exchanger (42) through the four-way switching valve (41), and dissipates heat to the outdoor air to condense. To do. The refrigerant condensed in the outdoor heat exchanger (42) flows into the refrigerant pipe (52) of the cooling member (50).
前記パワー素子（56）では、通電に伴って熱が発生する。ここで、冷却用部材（50）の冷媒管（52）には、室外熱交換器（42）において凝縮した冷媒が流れているから、パワー素子（56）で発生した熱は、ヒートスプレッダ（58）及び冷媒管（52）を介して冷媒に吸熱される。その結果、パワー素子（56）の温度上昇が抑制される。 In the power element (56), heat is generated with energization. Here, since the refrigerant condensed in the outdoor heat exchanger (42) flows through the refrigerant pipe (52) of the cooling member (50), the heat generated in the power element (56) is converted into the heat spreader (58). Then, the refrigerant absorbs heat through the refrigerant pipe (52). As a result, the temperature rise of the power element (56) is suppressed.
前記冷却用部材（50）の冷媒管（52）から流出した冷媒は、膨張弁（43）を通過する際に減圧された後で室内熱交換器（46）へ流入し、室内空気から吸熱して蒸発する。室内ユニット（12）は、室内熱交換器（46）において冷却された空気を室内へ供給する。室内熱交換器（46）において蒸発した冷媒は、四方切換弁（41）とアキュームレータ（34）とを順に通過し、その後に圧縮機（30）へ吸入されて圧縮される。 The refrigerant flowing out from the refrigerant pipe (52) of the cooling member (50) is decompressed when passing through the expansion valve (43), and then flows into the indoor heat exchanger (46) to absorb heat from indoor air. Evaporate. The indoor unit (12) supplies the air cooled in the indoor heat exchanger (46) to the room. The refrigerant evaporated in the indoor heat exchanger (46) sequentially passes through the four-way switching valve (41) and the accumulator (34), and then is sucked into the compressor (30) and compressed.
〈暖房動作〉
次に、暖房動作について説明する。暖房動作中の空調機（10）では、四方切換弁（41）が第２状態（図１に破線で示す状態）に設定され、室外ファン（13）と室内ファン（14）とが運転される。そして、暖房動作中の冷媒回路（20）では、室内熱交換器（46）が凝縮器となって室外熱交換器（42）が蒸発器となる冷凍サイクルが行われる。暖房動作中の冷媒回路（20）において、冷却用部材（50）は、膨張弁（43）と蒸発器である室外熱交換器（42）との間に位置している。
<Heating operation>
Next, the heating operation will be described. In the air conditioner (10) during the heating operation, the four-way switching valve (41) is set to the second state (the state indicated by the broken line in FIG. 1), and the outdoor fan (13) and the indoor fan (14) are operated. . In the refrigerant circuit (20) during the heating operation, a refrigeration cycle is performed in which the indoor heat exchanger (46) serves as a condenser and the outdoor heat exchanger (42) serves as an evaporator. In the refrigerant circuit (20) during the heating operation, the cooling member (50) is located between the expansion valve (43) and the outdoor heat exchanger (42) that is an evaporator.
暖房動作中の冷媒回路（20）において、圧縮機（30）から吐出された冷媒は、四方切換弁（41）を通って室内熱交換器（46）へ流入し、室内空気へ放熱して凝縮する。室内ユニット（12）は、室内熱交換器（46）において加熱された空気を室内へ供給する。室内熱交換器（46）において凝縮した冷媒は、膨張弁（43）を通過する際に減圧された後で冷却用部材（50）の冷媒管（52）へ流入する。 In the refrigerant circuit (20) during the heating operation, the refrigerant discharged from the compressor (30) flows into the indoor heat exchanger (46) through the four-way switching valve (41), dissipates heat to the indoor air, and condenses. To do. The indoor unit (12) supplies the air heated in the indoor heat exchanger (46) to the room. The refrigerant condensed in the indoor heat exchanger (46) is decompressed when passing through the expansion valve (43), and then flows into the refrigerant pipe (52) of the cooling member (50).
前記パワー素子（56）では、通電に伴って熱が発生している。ここで、冷却用部材（50）の冷媒管（52）には、膨張弁（43）を通過する際に減圧された冷媒が流れているから、パワー素子（56）で発生した熱は、ヒートスプレッダ（58）及び冷媒管（52）を介して冷媒に吸熱される。その結果、パワー素子（56）の温度上昇が抑制される。 In the power element (56), heat is generated with energization. Here, since the refrigerant decompressed when passing through the expansion valve (43) flows through the refrigerant pipe (52) of the cooling member (50), the heat generated in the power element (56) The refrigerant absorbs heat through (58) and the refrigerant pipe (52). As a result, the temperature rise of the power element (56) is suppressed.
前記冷却用部材（50）から流出した冷媒は、室外熱交換器（42）へ流入し、室外空気から吸熱して蒸発する。室外熱交換器（42）において蒸発した冷媒は、四方切換弁（41）とアキュームレータ（34）とを順に通過し、その後に圧縮機（30）へ吸入されて圧縮される。 The refrigerant flowing out of the cooling member (50) flows into the outdoor heat exchanger (42), absorbs heat from the outdoor air, and evaporates. The refrigerant evaporated in the outdoor heat exchanger (42) sequentially passes through the four-way switching valve (41) and the accumulator (34), and then is sucked into the compressor (30) and compressed.
《変形例１》
図３は、本実施形態の変形例１に係るインバータ装置及び冷却用部材の要部を示す拡大図である。図３に示すように、冷媒管（52）は、その断面形状が長円状に形成されている。具体的に、楕円形状の冷媒管（52）を、その外周面が本体部（51）の表面から膨出するように本体部（51）に埋設しておき、本体部（51）と冷媒管（52）とをプレス成形機でプレスすることで、本体部（51）の表面と面一な平面部（52a）が冷媒管（52）に形成されている。
<< Modification 1 >>
FIG. 3 is an enlarged view showing main parts of the inverter device and the cooling member according to the first modification of the present embodiment. As shown in FIG. 3, the refrigerant pipe (52) has an oval cross section. Specifically, an elliptical refrigerant pipe (52) is embedded in the main body (51) so that the outer peripheral surface of the refrigerant pipe (52) bulges from the surface of the main body (51). By pressing (52) with a press molding machine, a flat surface portion (52a) flush with the surface of the main body portion (51) is formed in the refrigerant pipe (52).
このような構成とすれば、前記実施形態のように円筒形状の冷媒管（52）の外周面をプレス成形して本体部（51）の表面と面一な平面部（52a）を形成した場合に比べて、冷媒管（52）の平面部（52a）の表面積を大きくしてパワー素子（56）との接触面積を増やすことができ、冷媒管（52）を流れる冷媒とパワー素子（56）との熱交換効率をさらに向上させることができる。 With such a configuration, when the outer peripheral surface of the cylindrical refrigerant pipe (52) is press-molded to form a flat portion (52a) that is flush with the surface of the main body (51) as in the above embodiment. The surface area of the flat portion (52a) of the refrigerant pipe (52) can be increased as compared with the above, and the contact area with the power element (56) can be increased, and the refrigerant flowing through the refrigerant pipe (52) and the power element (56) The heat exchange efficiency with can be further improved.
《変形例２》
図４は、本実施形態の変形例２に係る冷却用部材の構成を示す平面図、図５は、インバータ装置及び冷却用部材の要部を示す拡大図である。図４及び図５に示すように、この冷却用部材（50）は、蛇腹状に折り曲げられた冷媒管（52）と、冷媒管（52）が埋設された本体部（51）とを備えている。
<< Modification 2 >>
FIG. 4 is a plan view showing a configuration of a cooling member according to Modification 2 of the present embodiment, and FIG. 5 is an enlarged view showing main parts of the inverter device and the cooling member. As shown in FIGS. 4 and 5, the cooling member (50) includes a refrigerant pipe (52) bent into a bellows shape and a main body (51) in which the refrigerant pipe (52) is embedded. Yes.
前記冷媒管（52）は、本体部（51）内に互いに間隔をおいて埋設され且つその両端部が本体部（51）から突出した４本の伝熱管（52b）と、隣接する各伝熱管（52b）の端部同士を接続するＵ字管（52c）とを備えている。 The refrigerant pipe (52) is embedded in the main body (51) at a distance from each other, and four heat transfer tubes (52b) projecting from the main body (51) at both ends thereof, and adjacent heat transfer tubes And a U-shaped tube (52c) that connects the ends of (52b).
具体的に、図４において最上段（１段目）の伝熱管（52b）の右側端部は、冷媒が流入する入口側端部を構成している。１段目の伝熱管（52b）の左側端部は、Ｕ字管（52c）を介して２段目の伝熱管（52b）の左側端部に接続されている。２段目の伝熱管（52b）の右側端部は、Ｕ字管（52c）を介して３段目の伝熱管（52b）の右側端部に接続されている。３段目の伝熱管（52b）の左側端部は、Ｕ字管（52c）を介して最下段（４段目）の伝熱管（52b）の左側端部に接続されている。４段目の伝熱管（52b）の右側端部は、冷媒が流出する出口側端部を構成している。 Specifically, in FIG. 4, the right end of the uppermost (first) heat transfer tube (52b) constitutes an inlet side end into which the refrigerant flows. The left end of the first stage heat transfer tube (52b) is connected to the left end of the second stage heat transfer tube (52b) via a U-shaped tube (52c). The right end of the second stage heat transfer tube (52b) is connected to the right end of the third stage heat transfer tube (52b) via a U-shaped tube (52c). The left end of the third stage heat transfer tube (52b) is connected to the left end of the lowermost (fourth stage) heat transfer tube (52b) via a U-shaped tube (52c). The right end of the fourth stage heat transfer tube (52b) constitutes an outlet end where the refrigerant flows out.
そして、前記伝熱管（52b）の両端部及びＵ字管（52c）は、平面部（52a）の反対面側（図５では下側）に向かって傾斜するように折り曲げられている。 The both ends of the heat transfer tube (52b) and the U-shaped tube (52c) are bent so as to incline toward the opposite surface side (lower side in FIG. 5) of the flat surface portion (52a).
前記冷却用部材（50）は、筐体（15）の取付面に対してボルト（16）等により取り付けられている。これにより、冷媒管（52）の平面部（52a）は、ヒートスプレッダ（58）を介してパワー素子（56）に対して下側から取り付けられ、パワー素子（56）の下面に熱的に密着している。 The cooling member (50) is attached to the attachment surface of the housing (15) with a bolt (16) or the like. Thereby, the flat surface part (52a) of the refrigerant pipe (52) is attached to the power element (56) from the lower side via the heat spreader (58), and is thermally adhered to the lower surface of the power element (56). ing.
このような構成とすれば、筐体（15）の取付面に冷却用部材（50）を取り付ける際に、冷媒管（52）の伝熱管（50b）及びＵ字管（52c）がその取付面に干渉することがなく、冷媒管（52）の平面部（52a）とパワー素子（56）とを確実に密着させることができる。 With this configuration, when the cooling member (50) is attached to the attachment surface of the housing (15), the heat transfer tube (50b) and the U-shaped tube (52c) of the refrigerant tube (52) are attached to the attachment surface. The flat surface portion (52a) of the refrigerant pipe (52) and the power element (56) can be reliably brought into close contact with each other.
《その他の実施形態》
前記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
<< Other Embodiments >>
About the said embodiment, it is good also as following structures.
前記実施形態では、冷凍サイクルを行う冷凍装置として空調機（10）を用いている。しかしながら、冷凍サイクルを行う冷凍装置として、例えば、ヒートポンプ式のチラーユニットや、給湯器、冷蔵庫や冷凍庫の庫内を冷却する冷却装置等を用いるようにしても良い。 In the embodiment, the air conditioner (10) is used as a refrigeration apparatus that performs a refrigeration cycle. However, as a refrigeration apparatus that performs a refrigeration cycle, for example, a heat pump chiller unit, a water heater, a refrigerator that cools the inside of a refrigerator or a freezer, and the like may be used.
以上説明したように、本発明は、圧縮機へ電力を供給する電源のパワー素子を冷媒によって冷却する冷凍装置において、パワー素子と冷却用部材との熱交換効率を向上させることができるという実用性の高い効果が得られることから、きわめて有用で産業上の利用可能性は高い。 As described above, the present invention can improve the heat exchange efficiency between the power element and the cooling member in the refrigeration apparatus that cools the power element of the power source that supplies power to the compressor with the refrigerant. Therefore, it is extremely useful and has high industrial applicability.
10 空調機（冷凍装置）
20 冷媒回路
30 圧縮機
33 電動機
50 冷却用部材
51 本体部
52 冷媒管
52a 平面部
52b 伝熱管
52c Ｕ字管
55 インバータ装置（電源）
56 パワー素子
10 Air conditioner (refrigeration equipment)
20 Refrigerant circuit
30 Compressor
33 Electric motor
50 Cooling material
51 Main unit
52 Refrigerant pipe
52a Plane section
52b Heat transfer tube
52c U-tube
55 Inverter device (power supply)
56 Power element
Claims (4)
前記冷却用部材（50）は、冷媒が流れる冷媒管（52）と、該冷媒管（52）が埋設された本体部（51）とを備え、
前記冷媒管（52）には、前記本体部（51）の表面に露出して前記パワー素子（56）に熱的に接触する平面部（52a）が設けられていることを特徴とする冷凍装置。 A refrigerant circuit (20) connected to the compressor (30) for performing a refrigeration cycle, and a power supply (55) having a power element (56) for supplying electric power to the electric motor (33) of the compressor (30) A refrigeration apparatus comprising a cooling member (50) for cooling the power element (56) of the power source (55) by the refrigerant of the refrigerant circuit (20),
The cooling member (50) includes a refrigerant pipe (52) through which a refrigerant flows, and a main body (51) in which the refrigerant pipe (52) is embedded,
The refrigerant pipe (52) is provided with a flat surface portion (52a) exposed on the surface of the main body portion (51) and in thermal contact with the power element (56). .
前記冷媒管（52）の平面部（52a）は、該冷媒管（52）の外周面をプレス成形することで形成されていることを特徴とする冷凍装置。 In claim 1,
The refrigerating apparatus, wherein the flat surface portion (52a) of the refrigerant pipe (52) is formed by press-molding an outer peripheral surface of the refrigerant pipe (52).
前記冷媒管（52）は、その断面形状が長円状に形成されていることを特徴とする冷凍装置。 In claim 1 or 2,
The refrigerant pipe (52) has a cross-sectional shape that is formed in an oval shape.
前記冷媒管（52）は、前記本体部（51）内に互いに間隔をおいて埋設され且つその両端部が該本体部（51）から突出した複数の伝熱管（52b）と、隣接する各伝熱管（52b）の端部同士を接続するＵ字管（52c）とを備え、
前記伝熱管（52b）の両端部及び前記Ｕ字管（52c）は、前記平面部（52a）の反対面側に向かって傾斜するように折り曲げられていることを特徴とする冷凍装置。 In any one of claims 1 to 3,
The refrigerant pipe (52) is embedded in the main body (51) at a distance from each other, and both end portions of the refrigerant pipe (52b) protrude from the main body (51) and adjacent heat transfer tubes (52b). A U-tube (52c) connecting the ends of the heat tube (52b),
Both ends of the heat transfer tube (52b) and the U-shaped tube (52c) are bent so as to incline toward the opposite surface side of the flat surface portion (52a).
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