特許 6074346 配電盤装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6074346

(24)【登録日】2017年1月13日

(45)【発行日】2017年2月1日

(54)【発明の名称】配電盤装置

(51)【国際特許分類】

   H02B 1/56 20060101AFI20170123BHJP

   H02M 7/48 20070101ALI20170123BHJP

【ＦＩ】

   H02B1/56 A

   H02M7/48 Z

【請求項の数】6

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2013-197470(P2013-197470)

(22)【出願日】2013年9月24日

(65)【公開番号】特開2015-65747(P2015-65747A)

(43)【公開日】2015年4月9日

【審査請求日】2016年1月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000180025

【氏名又は名称】山洋電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100091096

【弁理士】

【氏名又は名称】平木 祐輔

(74)【代理人】

【識別番号】100105463

【弁理士】

【氏名又は名称】関谷 三男

(74)【代理人】

【識別番号】100102576

【弁理士】

【氏名又は名称】渡辺 敏章

(74)【代理人】

【識別番号】100108394

【弁理士】

【氏名又は名称】今村 健一

(74)【代理人】

【識別番号】100101063

【弁理士】

【氏名又は名称】松丸 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100114546

【弁理士】

【氏名又は名称】頭師 教文

(74)【代理人】

【識別番号】100153903

【弁理士】

【氏名又は名称】吉川 明

(74)【代理人】

【識別番号】100162330

【弁理士】

【氏名又は名称】広瀬 幹規

(72)【発明者】

【氏名】久保田 祐三

【審査官】 澤崎 雅彦

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０９−２１３５３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０１−０９５５９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０１０５６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１００５０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１２／０７７３７４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許第０６０８８２２５（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｂ １／５６

Ｈ０２Ｍ ７／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

筐体の内部に、複数の高発熱部品が配置される配電盤装置において、
一部の前記高発熱部品で生成される熱を、第１通風経路を介して前記筐体の外側に排出する第１ファンと、
他の一部の前記高発熱部品で生成される熱を、第２通風経路を介して前記筐体の外側に排出する第２ファンと、を含み、
前記第１通風経路と前記第２通風経路とは、前記筐体の内部において完全独立した経路に形成され、
前記第１通風経路は、前記筐体の内部において通風ダクトを形成することにより形成され、
前記第２通風経路は、前記筐体の内部において前記通風ダクト以外の空間で形成され、
前記通風ダクトは、前記筐体の内部の上部側に形成され、前記第２通風経路を横断し、前記筐体の側面側から横方向に延びる横部分と、前記筐体の上面に向かって延びる縦部分と、前記横部分と前記縦部分を接続する角部分と、からなる
配電盤装置。

【請求項2】

仕切板により筐体の内部が前後二区画に区画され、前記筐体の前面区画に低発熱部品が配置され、前記筐体の背面区画に複数の高発熱部品が配置される配電盤装置において、
前記背面区画には、上部側に配置される一部の前記高発熱部品で生成される熱を、第１通風経路を介して前記筐体の外側に排出する第１ファンと、下部側に配置される他の一部の前記高発熱部品で生成される熱を、第２通風経路を介して前記筐体の外側に排出する第２ファンと、が配置され、
前記第１通風経路と前記第２通風経路とは、前記筐体の内部において完全独立した経路に形成され、
前記第１通風経路は、前記筐体の内部において通風ダクトを形成することにより形成され、
前記第２通風経路は、前記筐体の内部において前記通風ダクト以外の空間で形成され、
前記通風ダクトは、前記筐体の内部の上部側に形成され、前記第２通風経路を横断し、前記筐体の側面側から横方向に延びる横部分と、前記筐体の上面に向かって延びる縦部分と、前記横部分と前記縦部分を接続する角部分と、からなる
配電盤装置。

【請求項3】

仕切板により筐体の内部が前後二区画に区画され、前記筐体の前面区画には、外部より入力される直流電力を交流電力に変換するインバータユニットを含む主回路を構成する主回路部品が前記仕切板に実装され、前記筐体の背面区画には、下部側に前記変換された交流電力を所望電圧の電力に変換する変圧器と前記変圧器の上部側に前記仕切板に実装され前記インバータユニットで生成される熱を伝導する放熱フィンとが配置される配電盤装置において、
前記背面区画には、前記放熱フィンにより伝導される前記インバータユニットで生成される熱を、第１通風経路を介して前記筐体の外側に排出する第１ファンと、前記変圧器で生成される熱を、第２通風経路を介して前記筐体の外側に排出する第２ファンと、が配置され、
前記第１通風経路と前記第２通風経路とは、前記筐体の内部において完全独立した経路に形成され、
前記前面区画には、前記主回路部品の動作を制御し、前記主回路から各種検出信号を取得する制御基板がさらに前記仕切板の中央部に実装され、
前記主回路部品は、電気的な流れに沿ってループ状に前記制御基板の周囲に実装されている
配電盤装置。

【請求項4】

筐体の内部に、複数の高発熱部品が配置される配電盤装置において、
一部の前記高発熱部品で生成される熱を、第１通風経路を介して前記筐体の外側に排出する第１ファンと、
他の一部の前記高発熱部品で生成される熱を、第２通風経路を介して前記筐体の外側に排出する第２ファンと、を含み、
前記第１通風経路と前記第２通風経路とは、前記筐体の内部において完全独立した経路に形成され、
前記第１ファンおよび前記第２ファンは、前記筐体の上面に設けられ、
前記第１通風経路内および前記第２通風経路内の空気は、前記第１ファンおよび前記第２ファンにより下側から上側に向けて強制に排出され、
前記第２ファンは、前記第１ファンよりも前記筐体の側面側に設けられ、
前記第１ファンは、排風方向が前記筐体の上面と垂直になるように設けられ、
前記第２ファンは、排風方向が前記筐体の上面と傾斜するように、前記筐体の側面方向の内側に傾けて設けられている
配電盤装置。

【請求項5】

仕切板により筐体の内部が前後二区画に区画され、前記筐体の前面区画に低発熱部品が配置され、前記筐体の背面区画に複数の高発熱部品が配置される配電盤装置において、
前記背面区画には、上部側に配置される一部の前記高発熱部品で生成される熱を、第１通風経路を介して前記筐体の外側に排出する第１ファンと、下部側に配置される他の一部の前記高発熱部品で生成される熱を、第２通風経路を介して前記筐体の外側に排出する第２ファンと、が配置され、
前記第１通風経路と前記第２通風経路とは、前記筐体の内部において完全独立した経路に形成され、
前記第１ファンおよび前記第２ファンは、前記筐体の上面に設けられ、
前記第１通風経路内および前記第２通風経路内の空気は、前記第１ファンおよび前記第２ファンにより下側から上側に向けて強制に排出され、
前記第２ファンは、前記第１ファンよりも前記筐体の側面側に設けられ、
前記第１ファンは、排風方向が前記筐体の上面と垂直になるように設けられ、
前記第２ファンは、排風方向が前記筐体の上面と傾斜するように、前記筐体の側面方向の内側に傾けて設けられている
配電盤装置。

【請求項6】

前記筐体の前面には第１下部吸気口が形成され、
前記筐体の背面には第２下部吸気口および上部吸気口が形成され、
前記第１通風経路は、前記上部吸気口と前記第１ファンとを接続する経路であり、
前記第２通風経路は、前記第１下部吸気口および前記第２下部吸気口と前記第２ファンとを接続する経路である請求項１〜５のいずれか一項に記載の配電盤装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、筐体内の複数の高発熱部品を効率よく冷却できる配電盤装置に関する。

【背景技術】

【0002】

直流電力と交流電力とを相互変換する場合や電力の周波数を変えたい場合など、電力の変換には電力変換装置を用いる。たとえば、太陽電池パネルで発電した直流電力を三相交流負荷に供給するためには、太陽電池パネルと三相交流負荷との間にパワ−コンデイショナと称される電力変換装置を介在させる。電力変換装置は一般的に筐体内で組み立てる。組み立てた電力変換装置は配電盤装置となる。

【0003】

従来、配電盤装置は、各種電気部品を盤外で機能ブロック毎に組み立て、組み立てた機能ブロックを筐体の内部に棚構造、多層構造に組み込ことで形成する。組み込んだ機能ブロックは筐体内で配線される。筐体内部で生じる熱は、筐体の外側から取り込んだ空気を、筐体内で流通させることにより、筐体外に排出する。

【0004】

ところが、従来の配電盤装置は、その構造や組立、配線方式の関係上、筐体サイズが大型化しやすく、筐体実装時の作業効率も悪かった。また、筐体内部において、高温で大量の熱を生成するが塵埃に強い電気部品（たとえば、変圧器など）と、低温で少量の熱を生成するが塵埃に弱い電気部品（たとえば、電力変換を行う主回路部品や制御基板など）と、が混在して配置されていた。このため、筐体内部で生成される熱の排出と筐体内部の防塵対策がトレードオフの関係になり、両立させることができなかった。

【0005】

そこで、下記特許文献１では、仕切板で筐体内部を二区画に区分し、発熱及び耐塵性の異なる部品を別区画に配置することにより、筐体内部の排熱と防塵対策を両立させつつ、筐体サイズを小型化し、組立配線およびメンテナンスの利便性を向上させている。

【0006】

また、特許文献１では、背面区画に、底部に配置される発熱部品の熱がその上部に配置される他の発熱部品の冷却に影響しないように仕切りダクトを設けて自然対流を利用した自冷式電力変換装置を提案している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１２−１０５６０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、特許文献１記載の発明では、自然対流により発熱部品を冷却するため、その冷却効果は電力変換装置が設置される外部環境および発熱部品が発生させる自然対流の強さに左右される。

【0009】

たとえば、夏場や風の無い室内環境においては、自然対流が弱いため、筐体内部に対する放熱効果は低く、有効に発熱部品を冷却できない。また、発熱部品が高温で大量の熱を発生するほど筐体内部における空気の対流が強いが、高温で大量の熱を発生する高発熱部品の冷却には、より大量で急速な空気流動が必要となり、自然対流ではその要求を満たさない場合が多い。

【0010】

さらに、特許文献１記載の発明では、筐体の下部側に設けられた同一の吸気口から吸込んだ空気を仕切りダクトで二つの経路に分けて、上部側に配置される発熱部品を冷却している。このため、上部側に配置された発熱部品に到達するまでの空気の流通経路が長く、発熱部品に対する冷却効果がさらに弱められる。筐体内の発熱部品に対する冷却が不十分だと、発熱部品自体が誤動作することや、筐体内温度上昇により電力変換装置の電力変換効率が低くなることが有り、また、寿命が短くなるという問題がある。

【0011】

したがって、作業の利便性を考慮しながら筐体サイズを小型化しつつ、筐体内部に配置される複数の高発熱部品を効率よく冷却できる配電盤装置が求められる場合、特許文献１記載の筐体の構造および部品配置方式をそのまま採用することはできない。

【0012】

本発明は、上記のような事情に鑑みて成されたものであり、筐体内に配置される複数の高発熱部品を効率よく冷却できる配電盤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】

【0013】

上記の目的を達成するための本発明に係る配電盤装置は、筐体の内部に、複数の高発熱部品が配置され、第１ファンと第２ファンとを含む。第１ファンは、一部の高発熱部品で生成される熱を、第１通風経路を介して筐体の外側に排出する。第２ファンは、他の一部の高発熱部品で生成される熱を、第２通風経路を介して筐体の外側に排出する。第１通風経路と第２通風経路とは、筐体の内部において完全独立した経路に形成されている。

【発明の効果】

【0014】

本発明に係る配電盤装置によれば、筐体の内部において完全独立に形成された通風経路により、複数の高発熱部品を分けて冷却する。異なる通風経路内を流れる空気が互いに遮断されるため、一方の通風経路内の高発熱部品で生成される熱が他方の通風経路内の高発熱部品の冷却にほぼ影響を与えない。したがって、複数の高発熱部品を効率よく冷却できる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】電力変換装置の筐体内部の右側面図である。

【図2】電力変換装置の筐体内部の正面図である。

【図3】電力変換装置の筐体内部の背面図である。

【図4】電力変換装置の筐体の外観図である。

【図5】電力変換装置の筐体内の空気流動方向を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本実施形態に係る配電盤装置の構成および動作について詳細に説明する。本実施形態に係る配電盤装置は、太陽電池パネルで発電した直流電力を交流電力に変換して、三相交流負荷に供給したり商用電源に連系したりするための電力変換装置である。

【0017】

（電力変換装置の構成）
図１は、電力変換装置の構成を示す右側面図であり、図２は、電力変換装置の構成を示す正面図である。図３は、電力変換装置の構成を示す背面図であり、図４は、電力変換装置の外観図である。

【0018】

図１〜４に示すように、電力変換装置１は、電力変換用電気部品２、放熱フィン３、仕切板４、通風ダクト形成部材５、ファン６およびファン７を有する。これらの部品は、筐体８に収容され、筐体型の電力変換装置１を構成する。

【0019】

筐体８は、正面板８１、ベース８２、天井板８３、右側面板８４、左側面板８５および背面板８６により六面が囲まれる直方体の形状を有する。

【0020】

電力変換用電気部品２は、電力変換装置１の電力変換機能を実現する。電力変換用電気部品２は、たとえば、主回路部品２１、制御基板２２、変圧器２３、交流用コンデンサー２４および平滑電解コンデンサー２５などの電気部品を含む。また、電力変換用電気部品２は、上記以外のその他の部品を含むことができる。

【0021】

主回路部品２１は、外部から入力される直流電力を交流電力に変換して外部に出力する主回路を構成する。主回路部品２１は、たとえば、インバータユニット２１１、直流電力入力端子２１２、遮断器２１３および２１４、交流電力出力端子２１５およびその他の各種計器を含む。これらの主回路部品２１は、電気的な流れに沿って配線により互いに接続される。

【0022】

インバータユニット２１１は、直流電力を交流電力に変換する。インバータユニット２１１は、たとえば、直流電力を交流電力に変換するＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）素子を有する。インバータユニット２１１は、直流電力を交流電力に変換する際、高温で大量の熱を発生する。

【0023】

直流電力入力端子２１２は、外部からの直流電力を主回路に接続する。直流電力入力端子２１２は、たとえば、図２に示すようなＮ端子、Ｐ端子を有する。交流電力出力端子２１５は、主回路により変換された交流電力を外部に出力する。交流電力出力端子２１５は、たとえば、図２に示すようなＲ端子、Ｓ端子、Ｔ端子を有する。

【0024】

遮断器２１３は、直流電力入力端子２１２を介して入力された直流電流のインバータユニット２１１への入力を遮断できる。遮断器２１４は、交流電力出力端子２１５を介してインバータユニット２１１により変換された交流電力の外部への出力を遮断できる。これらの電気部品は、動作時にインバータユニット２１１よりも低温で少量の熱を発生する。

【0025】

制御基板２２は、主回路部品２１の動作を制御し、主回路から各種検出信号を取得する。制御基板２２は、必要に応じて複数あっても良い。制御基板２２間および制御基板２２と主回路部品２１との間は、配線により接続される。制御基板２２は、動作時にインバータユニット２１１よりも低温で少量の熱を生成する。

【0026】

変圧器２３は、インバータユニット２１１により変換される交流電力の電圧を所望の電圧に変換する。変圧器２３は、電圧を変換する際、インバータユニット２１１と同様に、高温で大量の熱を発生する。

【0027】

交流用コンデンサー２４および平滑電解コンデンサー２５は、主回路上の電圧を安定させノイズを除去する機能を有する。これらのコンデンサーは、動作時にインバータユニット２１１ほど高温で大量の熱を発生しないが、その他の主回路部品２１や制御基板２２よりも多くの熱を発生する。また、これらのコンデンサーは、温度の上昇により部品自体の寿命が短縮されやすい。

【0028】

放熱フィン３は、インバータユニット２１１に接続され、インバータユニット２１１で生成される熱を筐体８の内部に放出する。放熱フィン３は、放熱性能を上げるために表面積を広くするため複数のフィンを有する。

【0029】

仕切板４は、主回路部品２１、制御基板２２、放熱フィン３および平滑電解コンデンサー２５を実装する。仕切板４は、正面板８１および背面板８６と平行し、下部通風口を確保して筐体８の奥行き中ほどに全面に配置される。仕切板４は、筐体８の内部を、前面区画ＦＤと背面区画ＢＤとの前後二区画に区画する。仕切板４には、さらに複数の穴が開口され、各種部品は、上記穴を用いて取付けることで仕切板４に実装できる。仕切板４は、断熱材料で形成されることが好ましい。

【0030】

通風ダクト形成部材５は、仕切板４と共同で両端に開口部を有する密閉された"Ｌ"字状の通風ダクト５０を形成する。"Ｌ"字状の通風ダクト５０は、横部分５１、縦部分５２および角部分５３からなる。横部分５１は、筐体８の側面側の開口部から仕切板４に向けて開口面積が徐々に減少する横置きの漏斗状に形成される。縦部分５２は、放熱フィン３の奥行きと同じかやや大きめの幅を有し、天井板８３に上部開口を有するように、仕切板４と平行に形成される。角部分５３は、横部分５１と縦部分５２とが直角に接続するように形成される。通風ダクト形成部材５は、断熱材料であることが好ましい。

【0031】

ファン６は、通風ダクト５０の縦部分５２の上部開口にフィットして、排風方向が天井板８３と垂直になるように配置される。ファン６は、通風ダクト５０内部の空気を積極的に流動させ、筐体８の外側に排出する。ファン６は、通風ダクト５０内部に配置される発熱部品を効果的に冷却できる。図１ではファン６は１台であるが複数あってもよい。

【0032】

ファン７は、筐体８の側面方向の内側に傾けて、排風方向が天井板８３に対して傾斜するように天井板８３に配置される。ファン７は、通風ダクト５０の内部以外の筐体８内部の空気を積極的に流動させ、筐体８の外側に排出する。ファン７は、通風ダクト５０の内部以外の筐体８内部に配置される発熱部品を効果的に冷却できる。図１ではファン７は１台であるが複数あってもよい。

【0033】

また、図４に示すように、筐体８の正面板８１は、扉開閉式になっており、ハンドル９１や表示部開口９２および第１下部吸気口９３が設けられている。また、背面板８６は、二枚の背面板８６１および８６２からなることもでき、それぞれの背面板８６１、８６２に上部吸気口９４、第２下部吸気口９５が開口される。

【0034】

以上のように構成される電力変換装置１は、電力変換用電気部品２により、外部より入力される直流電力を所望電圧の交流電力に変換して外部へ出力する。電力変換する際、筐体８の内部に放出されるインバータユニット２１１および変圧器２３などにより生成される高温で大量の熱は、ファン６およびファン７により筐体８の外側に排出される。

【0035】

（筐体内各種部品の配置）
筐体８内部に収容される各種部品は、筐体８の内部の温度を上昇させる放熱程度に応じて、それぞれ仕切板４により区画された前面区画ＦＤまたは背面区画ＢＤに配置される。具体的には、筐体８の内部の温度をほぼ上昇させない放熱程度が低い低発熱部品は、前面区画ＦＤに配置され、筐体８の内部の温度を上昇させる放熱程度が低発熱部品よりも高い高発熱部品は、背面区画ＢＤに配置される。

【0036】

図１、２に示すように、主回路部品２１、制御基板２２は、低発熱部品として、仕切板４に実装されて前面区画ＦＤに配置される。ここで、高温で大量の熱を生成するインバータユニット２１１も前面区画ＦＤに配置されるが、インバータユニット２１１で生成される熱は、放熱フィン３を介して筐体８の内部に放出される。このため、インバータユニット２１１自体は、筐体８の内部において低発熱部品として取り扱われても構わない。

【0037】

一方、図１、３に示すように、変圧器２３、交流用コンデンサー２４、平滑電解コンデンサー２５および放熱フィン３は、高発熱部品として、背面区画ＢＤに配置される。変圧器２３は、ベース８２上に配置され、交流用コンデンサー２４は、変圧器２３の上方に支持具により支持されて配置される。放熱フィン３は、インバータユニット２１１に接続された状態で仕切板４を貫通して配置される。平滑電解コンデンサー２５は、仕切板４に実装されて放熱フィン３の下側に配置される。

【0038】

このように、前面区画ＦＤには、低発熱部品のみが配置され、背面区画ＢＤには、高発熱部品が配置される。低発熱部品は、直接筐体８の内部の温度を上昇させる発熱源ではないため、通常、自然空冷による冷却でも十分で、積極的に冷却する必要はない。一方、高発熱部品は、直接筐体８の内部の温度を上昇させる発熱源であるため、自然空冷による冷却だけでは不十分の場合が多く、積極的に冷却する必要がある。

【0039】

このため、電力変換装置１では、背面区画ＢＤにファン６およびファン７を配置することにより、積極的に空気を流動させて高発熱部品を放熱する。したがって、前面区画ＦＤでは、積極的な空気流動が少なく、当該前面区画ＦＤに配置される部品に対する防塵性が向上され、背面区画ＢＤでは、積極的な空気流動により、当該背面区画ＢＤに配置される部品に対する冷却効果が向上される。

【0040】

（主回路部品の配置）
主回路部品２１は、図２の矢印で示すように、電力変換装置１の稼働時の電気的な流れに沿って、左下部、上部、右下部の順に制御基板２２の周囲に実装される。制御基板２２は、仕切板４の中央部に実装され、制御基板２２と配線接続する主回路部品２１は、電気的な流れでループ状に仕切板４に実装される。すなわち、仕切板４の前面区画ＦＤ側の面において、制御基板２２および主回路部品２１は、互いに配線が最少で最短となるように配置される。

【0041】

したがって、制御基板２２間、主回路部品２１間および制御基板２２と直接接続する主回路部品２１との間の配線の長さに起因するノイズが低減でき、各種電気部品の誤動作を抑制でき、電力変換装置１の動作の安定性が保たれる。また、全体の配線本数が少ないので、筐体８の実装時の配線作業量を大幅に減らすことができ、配線保持具を削減できる。さらに、仕切板４に実装される各種電気部品は平面配置となるため、故障時や保守時の部品交換が容易になる。

【0042】

（通風経路の形成）
図１、３に示すように、背面区画ＢＤにおいて、高発熱部品は上下位置関係を有しながら配置される。上部側には、放熱フィン３および平滑電解コンデンサー２５が配置され、下部側には、変圧器２３および交流用コンデンサー２４が配置される。全ての高発熱部品を同一の通風経路により冷却すると、通風経路の上流側に位置する高発熱部品により生成される熱が、下流側に位置する高発熱部品の冷却に影響を与える。たとえば、変圧器２３により生成される熱は、放熱フィン３の冷却を阻害する。

【0043】

このように、異なる位置に配置される高発熱部品を効率的に冷却するために、背面区画ＢＤに形成される通風経路に関しては、次のような工夫を凝らしている。

【0044】

図１に示すように、通風ダクト形成部材５により形成される通風ダクト５０は、縦部分５２内に放熱フィン３が位置され、角部分５３内に平滑電解コンデンサー２５が位置されるように配置される。このように形成される通風ダクト５０により、筐体８の内部には、高発熱部品を冷却するための通風経路として、完全独立した二つの通風経路５４および通風経路５５が形成される。

【0045】

通風経路５４は、背面板８６の上部吸気口９４と、ファン６と、を通風ダクト５０により接続した経路で、通風ダクト５０内に配置された放熱フィン３および平滑電解コンデンサー２５を冷却するための経路である。

【0046】

通風経路５５は、正面板８１の第１下部吸気口９３および背面板８６の第２下部吸気口９５と、ファン７と、を接続した経路で、通風ダクト５０の内部以外に配置された変圧器２３および交流用コンデンサー２４を冷却するための経路である。

【0047】

このように、上部側に位置する高発熱部品と、下部側に位置する高発熱部品とを、完全独立した通風経路５４および通風経路５５介して、それぞれファン６およびファン７により冷却するため、全ての高発熱部品に対する冷却効果が向上される。

【0048】

（電力変換装置の動作）
電力変換装置１に電源が投入され、図示しない太陽電池パネルから直流電力が図２に示すＮ端子、Ｐ端子に入力されると、インバータユニット２１１は、当該直流電力を交流電力に変換する。そして、変換された交流電力は、変圧器２３により所望の電圧に変換されて図２に示すＲ端子、Ｓ端子、Ｔ端子を介して外部に出力される。

【0049】

このように電力変換装置１が稼働する際、インバータユニット２１１および変圧器２３は、筐体８の内部において、主な発熱源となる。また、電力変換装置１が変換可能な電力の幅が大きければ大きいほど、インバータユニット２１１および変圧器２３は、大量な熱を発生する。

【0050】

インバータユニット２１１で生成される熱は、放熱フィン３により背面区画ＢＤに放出される。なお、交流用コンデンサー２４および平滑電解コンデンサー２５も筐体８の内部に一部熱を放出する。このため、電力変換装置１では、主回路が動作する際には、ファン６およびファン７にも電源が投入され、筐体８の内部で生成される熱を筐体８の外側に排出する。

【0051】

図５は、筐体８の内部における空気の流動方向を示す図である。黒矢印は、通風経路５４を介した空気の流動方向を示し、白矢印は、通風経路５５を介した空気の流動方向を示す。

【0052】

図５に示すように、通風経路５４内の空気は、ファン６の回転により、背面板８６の上部吸気口９４から背面区画ＢＤに形成された通風ダクト５０に吸込まれる。吸込まれた空気は、通風ダクト５０に沿ってファン６に向かって流れ、通風ダクト５０内に配置された平滑電解コンデンサー２５および放熱フィン３と熱交換する。そして、平滑電解コンデンサー２５および放熱フィン３と熱交換して暖められた空気がファン６により天井から筐体８の外側に排出する。

【0053】

他方、通風経路５５内の空気は、ファン７の回転により、正面板８１の第１下部吸気口９３および背面板８６の第２下部吸気口９５から筐体８の背面区画ＢＤに吸込まれる。第１下部吸気口９３から吸込まれた空気は、前面区画ＦＤを通りぬき、仕切板４の下部通風口をくぐって背面区画ＢＤに流れ、第２下部吸気口９５から吸込まれた空気は、直接背面区画ＢＤに流れる。

【0054】

背面区画ＢＤに流れ込む空気は、筐体８の下部側から上部側にファン７を向かって流れ、背面区画ＢＤの下部側に配置された変圧器２３および交流用コンデンサー２４と熱交換する。そして、変圧器２３および交流用コンデンサー２４と熱交換して暖められる空気が上昇され、ファン７により天井から筐体８の外側に排出する。

【0055】

ここで、図５に示すように、交流用コンデンサー２４の上部空間には、通風経路５４を形成する通風ダクト５０の横部分５１が横断されている。したがって、変圧器２３および交流用コンデンサー２４の上部空間における通風経路５５内の空気は、通風ダクト５０の両側の通路空間を通って、ファン７に向かって流れる。

【0056】

上述したように、通風経路５４と通風経路５５とは、筐体８の内部において完全独立した経路である。このため、通風経路５４内に流れる空気と、通風経路５５内に流れる空気とは、互いに熱の影響を与えにくい。

【0057】

したがって、通風経路５５内の空気が、高発熱部品である変圧器２３および交流用コンデンサー２４と熱交換して暖められたとしても、当該暖められた空気は、第１通風経路内の空気とは熱交換されにくい。このため、通風経路５５内の空気は、通風経路５４内に位置される高発熱部品である放熱フィン３および平滑コンデンサー２５に対する冷却に影響を与えにくい。すなわち、変圧器２３および交流用コンデンサー２４に対しても、その上側に配置された放熱フィン３および平滑コンデンサー２５に対しても、効率よく冷却できる。

【0058】

また、図５に示すように、通風経路５４内の空気は、開口面積が広い通風経路部分から開口面積が狭い通風経路部分へ流れる。このため、開口面積が狭い経路部分で空気流速が速くなり、冷却効果がさらに向上される。

【0059】

なお、図５に示すように、通風経路５５内の空気は、ファン７に近づくにつれて、空気の流動方向を示す白矢印の指向は、背面板８６側に偏る。このため、通風経路５５における通風経路５４の垂直経路部分の近辺の空間に、変圧器２３および交流用コンデンサー２４と熱交換して暖められた空気が通ることが抑制される。したがって、通風経路５４を形成する通風ダクト５０が、断熱材料により形成されなくても、通風経路５５内の空気と通風経路５４内の空気との熱交換をさらに抑制できる。さらに、電力変換装置１が屋内設置され、背面スペースおよび天井スペースが最小であるとき、ファン７により排出される暖められた空気が背面板８６の上部吸気口９４に循環してしまうことを防止できる。

【0060】

以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、これらは本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲をこれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で、上記実施形態とは異なる種々の態様で実施することができる。

【符号の説明】

【0061】

１ 電力変換装置、
２ 電力変換用電気部品、
３ 放熱フィン、
４ 仕切板、
５ 通風ダクト形成部材、
６、７ ファン、
８ 筐体、
２１ 主回路部品、
２２ 制御基板、
２３ 変圧器、
２４ 交流用コンデンサー、
２５ 平滑電解コンデンサー、
９３ 第１下部吸気口、
９４ 上部吸気口、
９５ 第２下部吸気口、
２１１ インバータユニット、
２１２ 直流電力入力端子、
２１３、２１４ 遮断器、
２１５ 交流電力出力端子。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】