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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2018-207074(P2018-207074A)
(43)【公開日】2018年12月27日
(54)【発明の名称】発熱機器を備えた装置
(51)【国際特許分類】
   H05K 7/20 20060101AFI20181130BHJP
   F24F 1/24 20110101ALI20181130BHJP
   F24F 13/22 20060101ALI20181130BHJP
【FI】
   H05K7/20 B
   H05K7/20 H
   F24F1/24
   F24F13/22
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】OL
【全頁数】14
(21)【出願番号】特願2017-114449(P2017-114449)
(22)【出願日】2017年6月9日
(71)【出願人】
【識別番号】516299338
【氏名又は名称】三菱重工サーマルシステムズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100100077
【弁理士】
【氏名又は名称】大場 充
(74)【代理人】
【識別番号】100136010
【弁理士】
【氏名又は名称】堀川 美夕紀
(74)【代理人】
【識別番号】100130030
【弁理士】
【氏名又は名称】大竹 夕香子
(74)【代理人】
【識別番号】100203046
【弁理士】
【氏名又は名称】山下 聖子
(72)【発明者】
【氏名】三輪 純一
(72)【発明者】
【氏名】吉田 純一
【テーマコード(参考)】
5E322
【Fターム(参考)】
5E322AA01
5E322AA05
5E322AB11
5E322BA05
5E322BB03
5E322EA04
5E322FA04
(57)【要約】      (修正有)
【課題】空調機ユニット等の各種の装置に備えられた発熱機器を冷却するためにファンやヒートシンクを発熱機器に付加する必要がなく、結露の発生も抑えつつ、発熱機器を放熱させること。
【解決手段】空調機ユニット1は、装置本体と、熱を発生させる電子機器本体31を含む電子機器30と、電子機器30からの熱が滞留した熱溜まりH2に対向するドレンパン15と、装置本体および電子機器30を収容する筐体20とを備える。ドレンパン15により熱溜まりH2と隔てられた空間(21)の空気に接触するヒートシンク151が、ドレンパン15に備えられている。
【選択図】図2
【特許請求の範囲】
【請求項1】
装置本体と、
熱を発生させる発熱部を含む発熱機器と、
前記発熱機器からの熱が滞留した熱溜まりに対向する対向部材と、
前記装置本体および前記発熱機器を収容する筐体と、を備え、
前記対向部材により前記熱溜まりと隔てられた空間の空気に接触するヒートシンクが、前記対向部材に備えられている、
ことを特徴とする装置。
【請求項2】
前記装置本体は、前記筐体の内側にある風路としての前記空間に配置されるファンを含み、
前記ヒートシンクは、前記風路を流れる空気に接触する、
請求項1に記載の装置。
【請求項3】
前記装置本体は、
前記ファンに吸入される空気との間で熱交換される流体が流れる熱交換器を含む、
請求項2に記載の装置。
【請求項4】
前記対向部材は、
前記熱交換器に発生したドレンを受けるドレンパンである、
請求項3に記載の装置。
【請求項5】
空調機ユニットであり、
前記装置本体は、
前記筐体の内側にある風路としての前記空間に配置されるファンと、
前記ファンに吸入される空気との間で熱交換される冷媒が流れる熱交換器と、を含む、
請求項1から4のいずれか一項に記載の装置。
【請求項6】
空調機ユニットであり、
前記装置本体は、
前記筐体の内側にある風路に配置されるファンと、
前記ファンに吸入される空気との間で熱交換される冷媒が流れる熱交換器と、を含み、
前記ヒートシンクは、
前記筐体の一部である前記対向部材に備わり、前記筐体の外側の前記空間の空気に接触する、
請求項1から5のいずれか一項に記載の装置。
【請求項7】
前記発熱機器であって前記装置本体を駆動制御する電子機器を備え、
前記発熱部である電子機器本体と、
前記電子機器本体を収容するケースと、を含む、
請求項1から6のいずれか一項に記載の装置。
【請求項8】
前記ケースの内部に、前記発熱部からの熱が滞留した第1熱溜まりが存在し、
前記ケースと前記対向部材との間に、前記熱溜まりとしての第2熱溜まりが存在する、
請求項7に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電子部品等の発熱部を含む発熱機器を備えた空調機ユニット等の装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、業務用または家庭用の空気調和機において、室外機ユニットの小型化への要望から、インバータ等の電子機器の発熱密度は増大する傾向にあり、電子部品を含む電子機器のケース内部の放熱が課題となっている。電子部品を湿気や粉塵等から保護するため、電子機器のケースは密閉構造となっていることが多く、ケースの内部が放熱され難い。
【0003】
電子機器の密閉されたケースの内部を放熱するため、典型的には、ケースの内部にファンを配置したり(特許文献1)、ケースの表面にフィン状のヒートシンクを設けたり(特許文献2)といった方法が採られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2012−044038号公報
【特許文献2】特開2006−032684号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
空調機ユニットの小型化が促進されている中で、電子機器のケースの内部にファンを配置するためのスペースを確保できるとは限らない。また、ケースにヒートシンクを設けるためのスペースをケースの外側に確保できるとも限らない。
また、電子機器にファンやヒートシンクを付加すると、空調機ユニットの重量や製造コストが増加してしまう。ファンを増設する場合は、消費電力の増大にも繋がる。
【0006】
電子機器のケースにファンを内蔵したり、ケースにヒートシンクを設けたりできたとしても、そういった直接的な冷却方法によると、冷却された箇所に結露が発生する可能性があり、ケースの内部に水が浸入するおそれがある。
【0007】
以上より、本発明は、空調機ユニット等の各種の装置に備えられた発熱機器を冷却するためにファンやヒートシンクを発熱機器に付加する必要がなく、結露の発生も抑えつつ、発熱機器を放熱させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の装置は、装置本体と、熱を発生させる発熱部を含む発熱機器と、発熱機器からの熱が滞留した熱溜まりに対向する対向部材と、装置本体および発熱機器を収容する筐体と、を備え、対向部材により熱溜まりと隔てられた空間の空気に接触するヒートシンクが、対向部材に備えられていることを特徴とする。
【0009】
本発明の装置において、装置本体は、筐体の内側にある風路としての空間に配置されるファンを含み、ヒートシンクは、風路を流れる空気に接触することが好ましい。
【0010】
本発明の装置において、装置本体は、ファンに吸入される空気との間で熱交換される流体が流れる熱交換器を含むことが好ましい。
【0011】
本発明の装置において、対向部材は、熱交換器に発生したドレンを受けるドレンパンであることが好ましい。
【0012】
本発明の装置は、空調機ユニットであり、装置本体は、筐体の内側にある風路としての空間に配置されるファンと、ファンに吸入される空気との間で熱交換される冷媒が流れる熱交換器と、を含むことが好ましい。
【0013】
本発明の装置は、空調機ユニットであり、装置本体は、筐体の内側にある風路に配置されるファンと、ファンに吸入される空気との間で熱交換される冷媒が流れる熱交換器と、を含み、ヒートシンクは、筐体の一部である対向部材に備わり、筐体の外側の空間の空気に接触することが好ましい。
【0014】
本発明の装置は、発熱機器であって装置本体を駆動制御する電子機器を備え、発熱部である電子機器本体と、電子機器本体を収容するケースと、を含むことが好ましい。
さらに、ケースの内部に、発熱部からの熱が滞留した第1熱溜まりが存在し、ケースと対向部材との間に、前記熱溜まりとしての第2熱溜まりが存在することが好ましい。
【発明の効果】
【0015】
発熱機器からの熱溜まりとは対向部材により隔てられた空間の空気に接触するヒートシンクにより、熱溜まりが冷却されるので、発熱機器から熱溜まりへの放熱量が増える結果、発熱機器の内部の温度が低下する。
本発明によれば、発熱機器からの熱溜まりに対向する部材にヒートシンクを具備しさえすれば、発熱機器の内部にファンを設置したり発熱機器にヒートシンクを取り付けたりする必要がないので、装置の小型化を妨げずに、製造コストや重量を抑えながら、発熱機器の放熱を図ることができる。
また、熱溜まりを介して発熱機器を間接的に冷却するため、発熱機器へのファンやヒートシンクの設置により発熱機器を直接的に冷却する方法に対して発熱機器への結露の発生を抑えつつ、発熱機器を放熱させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
図1】第1実施形態に係る空調機ユニットを示す図である。(a)は、空調機ユニットの全体を示す斜視図、(b)は、(a)のIb−Ib線断面図である。
図2図1に示す空調機ユニットの筐体の内側を示す模式図である。黒塗りの矢印は、熱の移動する方向を示している。
図3】(a)および(b)は、熱溜まりに対向するドレンパンに備わるヒートシンクを模式的に示す部分拡大図である。
図4】(a)〜(c)は、ヒートシンクのフィンの配向の例を示す模式図である。
図5】第2実施形態に係る空調機ユニットを示す図である。
図6】本発明の変形例に係る空調機ユニットを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
〔第1実施形態〕
図1および図2に示す空調機ユニット1は、冷凍サイクルを利用した空気調和機を構成している。空調機ユニット1は、屋外に設置される室外機であり、図示しない室内機に配管により接続される。
【0018】
空調機ユニット1は、装置本体10と、装置本体10を駆動制御する発熱機器としての電子機器30と、ドレンパン15(図2)と、筐体20とを備えている。
装置本体10は、ファン11と、熱交換器12と、圧縮機13と、気液分離器14と、図示しない減圧部とを含んでいる。
【0019】
冷凍サイクルを構成する冷媒回路を循環する冷媒は、空気調和機の冷房運転時において、圧縮機13により圧縮されると、ファン11により送風される熱交換器12において屋外の空気と熱交換されることで凝縮し、さらに、図示しない膨張弁等の減圧部により減圧される。そして、図示しない室内機に備えられた熱交換器において、室内の空気と熱交換されることで蒸発した後、気液分離器14を介して圧縮機13へと吸入される。
暖房運転時には、図示しない四方弁により冷媒回路における冷媒の流れの向きが逆に切り替えられることで、熱交換器12が蒸発器として機能し、室内機の熱交換器が凝縮器として機能する。
なお、空調機ユニット1が構成する空気調和機により、冷房運転および暖房運転の少なくともいずれか一方が可能であればよい。
【0020】
筐体20(図1(a)および図2)は、ファン11および熱交換器12と、圧縮機13および気液分離器14と、ドレンパン15と、電子機器30とを収容する。
本実施形態の筐体20は、左右の幅および前後の奥行よりも高さの寸法が大きい直方体状の外形に形成されている。筐体20の内部は、図2に示すように、ドレンパン15よりも上方の風路21と、ドレンパン15よりも下方の機器室22とに区分されている。
【0021】
風路21の上部には、2つのファン11が設置されている。これらのファン11がモータ11M(図2)により駆動されると、筐体20の外側から風路21へと導入された空気が、風路21を流れてファン11へと吸入され、ファン11により、筐体20の外側へと上方に向けて排出される。筐体20からの排出口は、ガード部材11G(図1(a))により覆われている。
【0022】
図1(b)に示すように、風路21の内側には、熱交換器12が配置されている。熱交換器12は、ファン11に吸入される空気との間で熱交換される冷媒(流体)が流れる管路を備える。この熱交換器12は、平面視でL字状に形成された2つの熱交換部121,122からなる。
熱交換部121は、筐体20の隣り合う側壁に形成された導入口231,232に向けて配置され、熱交換部122は、残りの側壁に形成された導入口233,234,235に向けて配置される。
回転するファン11により、筐体20の外側の空気が、導入口231〜235を通じて各熱交換部121,122へと吹き付けられることで、熱交換が促進される。
【0023】
図2に示すドレンパン15(対向部材)は、熱交換部121,122への結露により発生するドレンを受けるため、筐体20内に設置されている。本実施形態のドレンパン15は平面視で矩形状に形成されており、筐体20の内部を風路21と機器室22とに区分している。
熱交換部121,122からドレンパン15の周縁部15Aへと滴下したドレンは、ドレンパン15の持つ勾配により所定の箇所へと流れ落ちて溜まる。ドレンパン15においてドレンが溜まる排出部には、ドレンを吸い込んで排出させるポンプの吸引部が配置されることが好ましい。
【0024】
本実施形態は、後述するように、ドレンパン15を介して、電子機器30を風路21の空気へと放熱させる。
電子機器30からドレンパン15へと熱を速やかに移動させ、ドレンパン15に備えられたヒートシンク151から十分に放熱させるため、ドレンパン15は、熱伝導率が高い材料、例えば、アルミニウムや鉄、銅等が用いられた金属材料から構成されることが好ましい。ドレンパン15に、熱の放射率を向上させる陽極酸化処理等の表面処理を施すことも好ましい。
【0025】
ドレンパン15は、必ずしも矩形状である必要はない。例えば、熱交換部121,122の下端と対向する周縁部15Aおよびその近傍のみを残した形態にドレンパン15を構成することができる。その場合、風路21を区画するため、風路21と機器室22とを仕切る別の部材が設置されることが好ましい。そうした別の仕切部材にもヒートシンク151を設けることが好ましい。
【0026】
機器室22には、圧縮機13、気液分離器14、および図示しない減圧部等、熱交換器12と共に冷媒回路をなす構成要素と、電子機器30とが配置されている。
圧縮機13は、スクロール圧縮機構やロータリー圧縮機構等の圧縮機構と、圧縮機構を駆動するモータと、圧縮機構およびモータを収容するハウジングとを備えた電動圧縮機である。
【0027】
電子機器30(図1および図2)は、空気調和機の動作モードや熱負荷等に応じた所定の制御の下、圧縮機13のモータへと駆動電流を供給する。
電子機器30は、熱を発生させる発熱部である電子機器本体31と、電子機器本体31を収容するケース32とを備えている。電子機器本体31は、IC(Integrated Circuit)等が実装された制御基板と、パワートランジスタ等のスイッチング素子が実装されたパワー基板と、基板に接続されたコンデンサやコイル等の回路素子とを含んで構成されている。
【0028】
電子機器本体31を外気に含まれる水分や塵埃から保護するため、ケース32は、電子機器本体31を密閉された状態に収容することが好ましい。ケース32は、金属等の適宜な材料から形成されている。ケース32の内部を密閉するため、ケース32を構成する部材同士の接合箇所がシール部材により封止されることが好ましい。
ケース32の上壁321は、ドレンパン15の裏側に対向している。
【0029】
空気調和機の運転時、電子機器本体31は、接触抵抗に伴う発熱や、ジュール熱により、熱を発生させる。特に、スイッチング素子が実装されたパワー基板は顕著に発熱する。電子機器本体31から発せられる熱により、ケース32の内部の温度が上昇し、ケース32の温度も上昇する。
ここで、電子機器本体31を過熱から保護するため、典型的には、ケース32内部への空冷ファンの設置や、ケース32への放熱フィンの設置等の対策が採られる。本実施形態では、こうした空冷ファンや放熱フィンを電子機器30に付加することなく、電子機器本体31の熱を外部へと放出させるために、ドレンパン15の表側(上側)にヒートシンク151を備える。
【0030】
本実施形態は、空冷ファンや放熱フィンを直接備えていない電子機器30からの熱が滞留した熱溜まりH2に上方から対向する部材であるドレンパン15にヒートシンク151(図2)を具備し、熱溜まりH2とは隔てられた空間(風路21)の空気に接触するヒートシンク151により電子機器30を間接的に放熱させることを特徴とする。電子機器30よりも上方の熱溜まりH2をヒートシンク151により冷却することで、ケース32内部の熱溜まりH1から上壁321を介した熱溜まりH2への放熱量が増え、ケース32内部の温度が低下する。
【0031】
ドレンパン15は、ケース32の上壁321に対して間隙をおいて筐体20に設置されている。ケース32からの熱によって温められた空気の浮上がドレンパン15により妨げられることで、上壁321とドレンパン15との間の間隙において熱溜まりH2が形成される。ドレンパン15の一部は上壁321に接触していてもよい。
【0032】
ヒートシンク151は、典型的な平坦なドレンパンの形態に対して、ドレンパン15の表面積を拡大可能な適宜な形態に構成することができる。ドレンパン15の少なくとも熱溜まりH2に対向する領域に亘り、ヒートシンク151が設けられることが好ましい。
【0033】
ヒートシンク151の形態の一例を図3(a)および(b)に示す。
図3(a)に示すヒートシンク151aは、ドレンパン15の本体150と、ドレンパン本体150から上方へと突出した複数の板状のフィン16からなる。フィン16間の対流を確保できる所定の間隔をおいて配列された複数のフィン16が、ヒートシンク151aを構成する。複数のフィン16は、ドレンパン本体150の平坦な領域に溶接、接着等の適宜な方法で接合されている。
【0034】
図3(b)に示すヒートシンク151bは、ドレンパン15の本体150に一体に成形されている。ヒートシンク151bは、金属板材を用いたプレス加工等により、波状(ここでは矩形波状)の横断面を呈する形態に構成することができる。このヒートシンク151bは、ドレンパン15の表側と裏側とに交互に突出したフィン151A,151Bを備えている。
プレス加工によりフィン151A,151Bをドレンパン15の本体150と一体成形することにより、単一の部材からドレンパン15を構成することができるため、製造コストを抑えることができる。また、フィン151A,151Bにより、ドレンパン15の表側の表面積および裏側の表面積の双方を拡大することができるので、吸熱性および放熱性を向上させることができる。
【0035】
ドレンパン15に備わるヒートシンク151は、ドレンパンとしての機能を維持する限りにおいて、適宜な形態に構成することができる。
図4(a)〜(c)はそれぞれ、ドレンパン15に採用可能なヒートシンク151のフィン16の配向の例を示している。
ドレンパン15の周縁部15Aに滴下したドレンは、周縁部15Aを流れ落ちてドレンパン15の排出部152へと至るほか、滴下した位置によっては、ドレンの一部がフィン16の間を流れる。図4(a)に示すようにフィン16を左右方向に沿って平行に配向したり、図4(b)に示すように、フィン16を前後方向に沿って平行に配向したり、図4(c)に示すように、フィン16の末端が排出部152に向かうようにフィン16を放射状に配置したりすることができる。
ドレンパン15の全体の形状や、寸法、勾配、あるいは、排出部152の位置等を考慮し、ドレンがスムーズに排出されるように、そして、風路21の風にヒートシンク151が当たり易いように、フィン16を適宜に配置することが好ましい。
【0036】
ヒートシンク151は、熱抵抗を小さくして放熱量を十分に確保するため、ドレンパン15において熱溜まりH2に対向する領域の全域に亘り備えられることが好ましい。但し、ドレンパン15のコストや重量も考慮し、当該領域の少なくとも一部にのみヒートシンク151を備えることも許容される。水平面内方向において熱溜まりH2に熱勾配がある場合は、少なくとも、熱溜まりH2において相対的に温度が高い箇所を含むようにヒートシンク151を配置することが好ましい。
ドレンパン15に代えて、電子機器30よりも上方に位置する部材にヒートシンク151が設けられる場合も、上記と同様に考えて、ヒートシンク151を所定の領域に設けることができる。
【0037】
ヒートシンク151としては、板状のフィンを備えたものに限らず、ドレンパン15の本体150から突出した複数のピン状の突起からなるものも採用することができる。
その他、電子機器30を放熱させるためにヒートシンク151に必要な放熱性を考慮して、ヒートシンク151の材質、高さや平面的な大きさ、フィンの形状等を適宜に定めることができる。
【0038】
ヒートシンク151は、ドレンパン15の少なくとも表側に備わり、風路21に臨んでいる。そのため、ヒートシンク151のフィンには、ファン11に向けて風路21を流れる空気が接触する。その空気へとヒートシンク151から熱を逃がすことで、電子機器30からの放熱が促進される。
ここで、ヒートシンク151は、熱溜まりH2からの熱の移動によりフィンの周りに起こる自然対流に加えて、風路21の空気が吹き付けられることにより、それ自体が冷却されつつ、電子機器30から熱溜まりH1,H2を介して伝わる熱を風路21の空気へと効率よく放熱させる。ヒートシンク151からの熱が移動した風路21内の空気は、ファン11により筐体20の外側へと速やかに排出される。
【0039】
電子機器30のケース32にはファンが内蔵されていないため、電子機器本体31の発熱により温められた空気の浮力による自然対流により、ケース32内の上部に熱溜まりH1が安定して形成される。また、ケース32は、風路21とは仕切られた機器室22に配置されているため、ケース32の周囲の空気の流動状態としては、自然対流が支配的である。
上記のようなケース32の内部や周囲の空気の流動状態を利用して、電子機器30から熱溜まりH1,H2、ヒートシンク151、風路21、筐体20の外へと熱を移動させる放熱の系が構成されている。
【0040】
この放熱の系によれば、電子機器本体31を許容される温度以下に抑えることができる。したがって、電子機器30にファンを内蔵したり、そのケース32に放熱フィンを設けたりといった典型的な冷却方法によらずに、空調機ユニット1および空気調和機の信頼性を確保することができる。
【0041】
本実施形態によれば、発熱部である電子機器本体31から発せられた熱が上方になす熱溜まりH1からケース32へと伝わり、さらにケース32の上方になした熱溜まりH2を介してドレンパン15へと伝わる熱を、ドレンパン15により熱溜まりH2とは隔てられた空間の空気に接触するヒートシンク151から放熱させる。つまり、電子機器本体31に直接風を吹き付けて冷却したり、ケース32に設けた放熱フィンから直接的に放熱させたりするのではなく、熱源である電子機器30よりも上方の熱溜まりH2をヒートシンク151により放熱させる。これは、いわば、間接的な冷却方法と言える。
【0042】
こうした本実施形態の冷却方法によれば、空調機ユニット1の小型化が要請される中で、ケース32の内部にファンを設置するためのスペースを確保できない場合や、ケース32の外表面に放熱フィン等のヒートシンクを設けるためのスペースを確保できない場合であっても、電子機器30からの熱が滞留した熱溜まりH2に対向する部材(本実施形態ではドレンパン15)にヒートシンク151を備えるだけで、電子機器30の放熱を図ることができる。
【0043】
本実施形態の冷却方法によれば、上記のように間接的な空冷式であって、電子機器30が直接的には冷却されないため、ケース32内部にファンを内蔵させたりケース32に放熱フィンを設けたりといった直接的な冷却方法に対して結露の発生を抑えつつ、電子機器本体31から放熱させることができる。本実施形態によれば、外気温が低く、ケース32内の上部空間の温度が高い時に、ケース32の上方に位置するドレンパン15の裏側に結露が発生した場合でも、直接的な冷却方法を採用する場合とは違いケース32自体への結露の発生を抑えることができるので、ケース32の部材同士の隙間からケース32内部にまで水が浸入する可能性が低い。
以上より、周囲の温度が低く湿度が高い状況下によるケース32への結露発生を防いで、ケース32の内部に水が浸入するのを避けることができる。
【0044】
ヒートシンク151を備えていることを除いてドレンパン15は既存の部材であり、ヒートシンク151の放熱に寄与するファン11もまた、空調機ユニット1に既存の部材である。ドレンパン15およびファン11のように、空調機ユニット1が基本的に備えている構成要素を利用することにより、部品点数を抑え、それによって製造コストや空調機ユニット1の重量を抑えながら、小型化の要請にも応え、消費電力が増大することもなく、電子機器30の放熱を図ることができる。
【0045】
ドレンパン15は、電子機器30からの熱が滞留した熱溜まりH2の上方にあるというだけでなく、ドレンパン15の表側において熱溜まりH2に対応する領域には、風路21として開放された、ヒートシンク151を設けるための十分なスペースが存在する。しかも、ヒートシンク151の設置によりドレンパン15の表側が結露したとしても、結露した水はドレンパン15により受け止められ、排出部152においてポンプにより回収されるので、電子機器30に結露した場合とは違い、ケース32の内部に水が浸入する等の影響が及ばない。
【0046】
ここで、ドレンパン15に、熱交換器12から滴下したドレンや、ヒートシンク151による冷却により結露した水が存在する場合は、それらが、熱溜まりH2からドレンパン15へと伝わった熱によって蒸発すると、蒸発に伴う潜熱(蒸発熱)によりヒートシンク151が冷却される。つまり、フィンの周りの対流、およびフィンへの風路21の空気の接触に加えて、ドレン、水の蒸発によりヒートシンク151の冷却を促進させて、電子機器30から十分に放熱させることができる。
【0047】
以上より、ヒートシンク151をドレンパン15に備えていると、電子機器30を冷却する効果が高い。
但し、より一層冷却効果を高めるため、ドレンパン15へのヒートシンク151の設置に加えて、電子機器30の上壁321や側壁等にヒートシンクを設けることも許容される。
【0048】
〔第2実施形態〕
次に、図5を参照し、本発明の第2実施形態を説明する。
以下、第1実施形態と相違する事項を中心に説明する。第1実施形態の構成と同様の構成には同じ符号を付している。
第2実施形態の空調機ユニット4は、第1実施形態の空調機ユニット1(図1)よりも小さい外形を有し、筐体40の内側へ圧縮機13やファン11、電子機器30等が配置される位置が空調機ユニット1とは異なっている。空調機ユニット4は、室外機として空気調和機を構成している。
【0049】
筐体40は、高さおよび奥行よりも左右の幅の寸法が大きい横型に形成されている。筐体40の内部は、仕切板40Aよりも向かって左に位置する風路41と、仕切板40Aよりも向かって右に位置する機器室42とに区分されている。仕切板40Aの上端よりも上方において、風路41と機器室42とは連通している。
【0050】
風路41にはファン11および熱交換器12が設置されている。
ファン11がモータにより駆動されることで、筐体40の後壁の吸込口と側壁の吸込口48から外気がファン11に吸入されると、後壁および側壁に沿って配置された熱交換器12を外気が通過し、筐体40の前面の図示しない吹出口から排出される。熱交換器12に発生したドレンは、底板43から筐体40の外側へと排出される。
【0051】
機器室42には、圧縮機13、気液分離器14、および電子機器30が設置されている。筐体40の底板43に設置された圧縮機13および気液分離器14の上方に、電子機器30が設置される。
ファン11により風路41へと吸い込まれた空気の一部は、電子機器30の上壁321と筐体40の天板44との間の空間へと流入して電子機器30を冷却し、筐体40の側壁45に形成された側方排気口46から排出される。
【0052】
第2実施形態においては、電子機器30の上方に位置する筐体40の一部である天板44にヒートシンク441が備えられる。電子機器30のケース32内の上部に滞留した熱溜まりH1により上壁321が熱せられると、上壁321からの熱の放射により上壁321と天板44との間にも熱溜まりH2ができる。この熱溜まりH2に上方から対向する天板44の表側(外側)に、複数のフィンを有したヒートシンク441が備えられている。ヒートシンク441は、筐体40の外側の大気に開放されている。
【0053】
このヒートシンク441は、プレス加工等により天板44と一体に成形されていてもよいし、天板44とは別の部材を天板44に接合することにより形成されていてもよい。その他、ヒートシンク441は、天板44に積層される基板と、基板から突出したフィンを備えるもの等、適宜な形態に構成することができる。
ヒートシンク441は、天板44において熱溜まりH2に対向する領域の全域に亘り備えられていることが好ましい。
【0054】
筐体40の周囲には、ファン11の作動に伴う空気の流動が存在し、自然風も起きている。そのため、第2実施形態においても、第1実施形態と同様、熱溜まりH2とは隔てられた外部空間47(筐体40の外側の空間)を流動する空気にヒートシンク441が接触している。
したがって、ヒートシンク441が、フィンにあたる自然風やフィンの周囲の対流等により冷却されながら、ヒートシンク441により熱溜まりH2から吸熱して外気へと放熱することができる。
【0055】
第2実施形態によっても、空調機ユニット4が基本的に備えている筐体40にヒートシンク441が備えられていることにより、ケース32の内部へのファンの設置やケース32への直接的な放熱フィンの設置を必要とすることなく、製造コストや重量を抑えながら、小型化の要請にも応えつつ、電子機器30を放熱させることができる。空気調和機の高性能化および小型化に伴いケース32内の発熱密度が増大しているとしても、ファンの設けられていないケース32内の空間で形成される熱溜まりH1、上壁321と天板44との間の熱溜まりH2および天板44のヒートシンク441を介して間接的に電子機器30の内部を放熱させることにより、電子機器30への結露の発生を抑えつつ、電子機器本体31を許容される温度以下に抑えることができる。
【0056】
より一層冷却効果を高めるため、天板44へのヒートシンク151の設置に加えて、電子機器30の上壁321や側壁等にヒートシンクを設けることもできる。
例えば、上壁321に、二点鎖線で示すように、風路41から側方排気口46への空気の流れに沿ったヒートシンク33を設置することができる。
【0057】
図6は、本発明の変形例に係る空調機ユニット5を示す。風路41と機器室42とは、底板43から天板44まで仕切板40Aにより仕切られている。そのため、第2実施形態(図5)とは違い、ケース32の上壁321と天板44との間に風路41の空気は流入せず、筐体40の側壁45には側方排気口46が設けられていない。
【0058】
図6に示す例では、天板44にヒートシンク441が備えられるのではなく、電子機器30からの熱が滞留した熱溜まりH2に側方から対向する部材である側壁45の外側に、ヒートシンク451が備えられている。
この場合も、熱溜まりH2がヒートシンク451により冷却されるので、ケース32内部の熱溜まりH1から上壁321を介した熱溜まりH2への放熱量が増え、ケース32内部の温度を低下させることができる。
【0059】
上記以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
上記各実施形態において、室外機としての空調機ユニットへの本発明の適用例を示したが、発熱機器を備えている限りにおいて、室内機としての空調機ユニットにも本発明を適用可能である。筐体の吸込口や吹出口の位置、風路および機器室の位置等については、上記各実施形態に限らず、適宜に定めることができる。また、発熱機器のケースは、必ずしも密閉されていなくてもよい。
【0060】
本発明は、発熱機器からの熱が滞留した熱溜まりに対向する対向部材にヒートシンクが備えられる限りにおいて、空調機ユニットの他にも、各種の装置への適用が可能である。
【符号の説明】
【0061】
1,4,5 空調機ユニット(装置)
10 装置本体
11 ファン
11G ガード部材
11M モータ
12 熱交換器
13 圧縮機
14 気液分離器
15 ドレンパン(対向部材)
15A 周縁部
16 フィン
20 筐体
21 風路(空間)
22 機器室
24 底板
30 電子機器(発熱機器)
31 電子機器本体(発熱部)
32 ケース
40 筐体
40A 仕切板
41 風路(空間)
42 機器室
43 底板
44 天板(対向部材)
45 側壁
46 側方排気口
47 外部空間(空間)
121,122 熱交換部
150 本体
151 ヒートシンク
151A,151B フィン
152 排出部
231〜235 導入口
321 上壁
441,451 ヒートシンク
H1 熱溜まり(第1熱溜まり)
H2 熱溜まり(第2熱溜まり)
図1
図2
図3
図4
図5
図6