特開 2022-70098 配電機器

(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】P2022070098

(43)【公開日】2022-05-12

(54)【発明の名称】配電機器

(51)【国際特許分類】

   H02B 1/28 20060101AFI20220502BHJP

   H05K 5/02 20060101ALI20220502BHJP

   H05K 7/20 20060101ALI20220502BHJP

【ＦＩ】

H02B1/28 D

H05K5/02 L

H05K7/20 G

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020179128

(22)【出願日】2020-10-26

(71)【出願人】

【識別番号】502129933

【氏名又は名称】株式会社日立産機システム

(74)【代理人】

【識別番号】110001689

【氏名又は名称】青稜特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】日比野 貴郁

(72)【発明者】

【氏名】阿部 将

【テーマコード（参考）】

4E360

5E322

5G016

【Ｆターム（参考）】

4E360AB64

4E360BA06

4E360BB02

4E360BB23

4E360BD02

4E360EB03

4E360EC11

4E360EC14

4E360EC16

4E360ED02

4E360ED07

4E360ED28

4E360GA24

4E360GA29

4E360GA30

4E360GB92

4E360GB93

4E360GB94

5E322AB01

5E322AB07

5E322BA01

5E322BA04

5E322EA04

5G016CG13

5G016CG21

(57)【要約】

【課題】
筐体内部の冷却性能を維持しながら水の排出を促進させて水が滞留することを抑制し、筐体や電気機器の発錆を抑制することができる配電機器を提供する。
【解決手段】
配電機器は、筐体と、案内部材と、を備える。筐体は、電気機器を収納する。案内部材は、傾斜面を有しており、傾斜面上の水を案内する。筐体には、内部と外部を連通する換気口が形成されている。筐体には、外部へ水を排出するための水抜き穴が形成されている。案内部材は、傾斜面が換気口に向けられ、且つ、傾斜面の下流側に水抜き穴が位置するように、筐体の内側に配置される。
【選択図】 図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電気機器を収納する筐体と、
傾斜面を有しており、前記傾斜面上の水を案内する案内部材と、
を備え、
前記筐体には、内部と外部を連通する換気口が形成されており、
前記筐体には、外部へ水を排出するための水抜き穴が形成されており、
前記案内部材は、前記傾斜面が前記換気口に向けられ、且つ、前記傾斜面の下流側に前記水抜き穴が位置するように、前記筐体の内側に配置される、
ことを特徴とする配電機器。

【請求項2】

請求項１に記載の配電機器であって、
前記案内部材は、複数の傾斜面を有しており、
前記筐体の背面側の角部において、側面と背面に換気口が形成されており、
前記筐体には、複数の水抜き穴が形成されており、
前記案内部材は、それぞれの換気口に異なる傾斜面が向けられ、且つ、側面の換気口に向けられた傾斜面と背面の換気口に向けられた傾斜面それぞれの下流側に異なる前記水抜き穴が位置するように、前記筐体の内側に配置される、
ことを特徴とする配電機器。

【請求項3】

請求項１に記載の配電機器であって、
前記案内部材は、前記傾斜面が向けられた換気口と前記電気機器との間に配置される、
ことを特徴とする配電機器。

【請求項4】

請求項１に記載の配電機器であって、
前記案内部材には、前記水抜き穴に向けられた溝が形成されている、
ことを特徴とする配電機器。

【請求項5】

請求項１に記載の配電機器であって、
前記案内部材は、前記傾斜面の上流側に頂点を有しており、
前記案内部材は、前記電気機器の放熱部の下部に前記頂点を近接させて配置される、
ことを特徴とする配電機器。

【請求項6】

請求項１に記載の配電機器であって、
前記案内部材は、前記傾斜面の上流側に上面を有しており、
前記案内部材は、前記電気機器の放熱部の下部に前記上面を近接させて配置される、
ことを特徴とする配電機器。

【請求項7】

請求項１に記載の配電機器であって、
前記案内部材は、前記筐体の底板に固定されている、
ことを特徴とする配電機器。

【請求項8】

請求項１に記載の配電機器であって、
前記案内部材は、前記電気機器に固定されている、
ことを特徴とする配電機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は配電機器に関する。詳細には変圧器、開閉器、断路器等の電気機器を同一の箱に収納した機器に関する。

【背景技術】

【0002】

一般的に、地上に設置される配電機器において、例えば、電気機器を収納する筐体の側面（側面の上部や側面の下部）には、筐体の内部と外部を連通する換気口が設けられ、下部の換気口から吸気を行って上部の換気口から排気を行うことによって、収納する電気機器から発生した熱に対する冷却性能を高めている。

【0003】

しかしながら、換気口を形成することで、当該換気口を介して、例えば雨水が筐体内部に浸入することがある。そこで、この問題に対応するために、筐体の底部に水抜き穴を形成して、筐体内部に侵入する水を排水することが考えられる。そして、水抜き穴は、一般的に換気口の下方に設けられ、水抜き穴の穴径は、小動物や湿気の流入を加味して最低限に設定されると考えられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００５－１７６４６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記で説明したように、例えば変圧器を収納する筐体内部の冷却性能を向上させるために換気口が設けられるが、換気口から雨水が侵入する問題がある。そして、筐体の底部は一般的に水平となっており、水抜き穴から水の排出が促進されないことにより、筐体の底部に水が滞留して筐体や変圧器が発錆する問題が考えられる。

【0006】

そこで、本発明の目的は、筐体内部の冷却性能を維持しながら水の排出を促進させて水が滞留することを抑制し、筐体や電気機器の発錆を抑制することができる配電機器を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明によれば、筐体と、案内部材と、を備える配電機器が提供される。筐体は、電気機器を収納する。案内部材は、傾斜面を有しており、傾斜面上の水を案内する。筐体には、内部と外部を連通する換気口が形成されている。筐体には、外部へ水を排出するための水抜き穴が形成されている。案内部材は、傾斜面が換気口に向けられ、且つ、傾斜面の下流側に水抜き穴が位置するように、筐体の内側に配置される。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、筐体内部の冷却性能を維持しながら水の排出を促進させて水が滞留することを抑制し、筐体や電気機器の発錆を抑制することができる配電機器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施形態における配電機器を正面側から見た図である。

【図2】実施形態における配電機器の内部を上面側から見た図である。

【図3】実施形態における配電機器を右側面から見た図である。

【図4】図３のＡ－Ａ’断面図であって正面側から見た図である。

【図5】図１のＢ－Ｂ’断面図であって上面側から見た図である。

【図6】図５のＣ－Ｃ’断面図であって正面側から見た図である。

【図7】実施形態における配電機器の内部を示す図である。

【図8】図７のＥ－Ｅ’断面図であって上面側から見た図である。

【図9】傾斜台の構造の一例を示す３面図である。

【図10】傾斜台の構造の一例を示す３面図である。

【図11】傾斜台の構造の一例を示す３面図である。

【図12】傾斜台の構造の一例を示す３面図である。

【図13】傾斜台の構造の一例を示す３面図である。

【図14】傾斜台の固定構造の一例を示す図である。

【図15】傾斜台の固定構造の一例を示す図である。

【図16】傾斜台の固定構造の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の第１実施形態について図面を用いて説明する。図１は、実施形態における配電機器を正面側から見た図である。図２は、実施形態における配電機器の内部を上面側から見た図である。図３は、実施形態における配電機器を右側面から見た図である。図４は、図３のＡ－Ａ’断面図であって正面側から見た図である。図５は、図１のＢ－Ｂ’断面図であって上面側から見た図である。図６は、図５のＣ－Ｃ’断面図であって正面側から見た図である。図７は、実施形態における配電機器の内部を示す図である。図８は、図７のＥ－Ｅ’断面図であって上面側から見た図である。

【0011】

配電機器１は、地上に設置され、例えば電力を負荷機器に適した電圧にして電力を供給するために用いられる。図１から図４に示すように、配電機器１は、箱状に形成された配電機器収納箱２（筐体）を備え、配電機器収納箱２は、側板１０１と、底板１０２と、第１扉１０３と、第２扉１０４と、上板１０５と、背面部１０６と、を備える。側板１０１は、配電機器収納箱２の左右両側を形成しており、底板１０２は、配電機器収納箱２の底を形成している。第１扉１０３は、配電機器収納箱２の正面右端の位置に回転可能に取り付けられており、当該位置を中心として回転することができる。第２扉１０４は、第１扉１０３よりも大きく、配電機器収納箱２の正面左端の位置に回転可能に取り付けられており、当該位置を中心として回転することができる。第１扉１０３や第２扉１０４を回転させることで、配電機器収納箱２を開閉することができる。上板１０５は、配電機器収納箱２の上側を形成しており、収納される電気機器を上方から覆う。背面部１０６は、配電機器収納箱２の背面側を形成する。背面部１０６は、背面側に設けられた板によって形成されている。なお、本実施形態では、底板１０２と設置面との間にベース３が設けられ、配電機器収納箱２は、ベース３を介して（つまり、ベース３に支持されて）設置される。

【0012】

配電機器収納箱２は、電気機器を収納する。図２に示すように、電気機器は、配電機器収納箱２の奥側（つまり、背面側）に配置される。電気機器は、電力の電圧変換や力率調整、電力の接続や遮断などを行う機器であり、本実施形態では、配電機器収納箱２には、電気機器として変圧器タンク４０１が収納されている。

【0013】

配電機器収納箱２に収納される電気機器の使用により、配電機器収納箱２の内部には、熱が溜まる。そのため、図３と図４に示すように、配電機器収納箱２には、内部を冷却するための換気口２０１が形成されている。換気口２０１は、配電機器収納箱２の内部と外部を連通する開口であり、配電機器収納箱２の側板１０１及び背面部１０６に形成されている。

【0014】

本実施形態では、図３に示すように、右側の側板１０１の上部と下部の位置に換気口２０１が形成されている。これらの換気口２０１は、収納される電気機器（本実施形態において、変圧器タンク４０１）に対向するように形成されている。また、左側の側板１０１にも同様にして、換気口２０１が形成されている。

【0015】

本実施形態では、図４に示すように、背面部１０６の上部と下部の位置に換気口２０１が形成されている。すなわち、左側の上部の位置に、２つの換気口２０１が並んで形成されている。また、左側の下部の位置、右側の上部の位置、右側の下部の位置にも、同様に換気口２０１が形成されている。

【0016】

このように、本実施形態では、電気機器の周囲（つまり、配電機器収納箱２の側面側と背面側）に複数の換気口２０１が形成されており、配電機器収納箱２の内部が効果的に冷却される。

【0017】

配電機器収納箱２には、内部の水を外部へ排出するための水抜き穴２０２が形成されている。図５に示すように、配電機器収納箱２の内側であって、側板１０１や背面部１０６の一部には、窪み２０３が形成されており、水抜き穴２０２は、この窪み２０３の内側で底板１０２を貫通して形成されている。本実施形態では、水抜き穴２０２は、換気口２０１の位置に合わせて（すなわち、換気口２０１の下方に位置するように）複数形成されている。

【0018】

なお、水抜き穴２０２の下方の位置（例えば、図６に示されている側板１０１の近傍であって底板１０２の下方の位置）には、空間が形成されており、ベース３には、当該空間と水抜き穴２０２を連通する開口が形成されている。

【0019】

図７と図８に示すように、配電機器収納箱２の内側の底板１０２上には、傾斜台４（案内部材）が配置される。そして、この傾斜台４の傾斜面５は、換気口２０１から侵入する雨水を下流側へ案内する面として形成されており、傾斜台４は、水抜き穴２０２へ水を案内することができるように配置される。すなわち、傾斜台４は、雨水を受け止めて、傾斜面５によって下流側の水抜き穴２０２に向けて雨水が案内されるように、配電機器収納箱２の内部に配置される。

【0020】

本実施形態では、傾斜台４は、複数（２つ）設けられており、換気口２０１の下方であって、変圧器タンク４０１の両側に、変圧器タンク４０１を挟むようにして配置されている。また、傾斜台４は、配電機器収納箱２の側板１０１の換気口２０１と、変圧器タンク４０１と、の間に位置しており、傾斜台４の傾斜面５は、換気口２０１に向けられる。これにより、例えば冷却機能を考慮して変圧器タンク４０１に対向するように換気口２０１を形成しても、傾斜面５が換気口２０１に向けられ、且つ、換気口２０１の直下に位置するように傾斜台４が配置されることによって、換気口２０１から浸入する雨水を水抜き穴２０２へ効果的に案内することができ、換気口２０１から侵入する雨水に対して効率的な排水が可能となる。

【0021】

上記の説明では、第１扉１０３は、第２扉１０４よりも小さくされていたが、第１扉１０３は、第２扉１０４よりも大きくてもよい。また、第１扉１０３と第２扉１０４は、同程度の大きさであってもよい。第１扉１０３や第２扉１０４に取手や鍵機構を設けてもよい。また、第１扉１０３と第２扉１０４のうちの何れか一方の扉の大きさが配電機器収納箱２の正面側を形成することができる大きさに設定され、もう一方の扉が省略されてもよい。

【0022】

背面部１０６は、例えば、１枚の板によって形成されてもよいし、図４や図８に示すように、複数の板（例えば、上板１０５から底板１０２までの間の長さと同程度に長さが設定されており、且つ、左右の側板１０１の間の長さの半分程度に幅が設定された、２枚の板）によって形成されてもよい。

【0023】

本実施形態の配電機器１は、雨水の侵入を防ぐために換気口２０１の形状を変更することなく、配電機器収納箱２の内部の冷却性能を維持しながら、配電機器収納箱２の内部に侵入する水を水抜き穴２０２に案内して、配電機器収納箱２の外部への水の排出促進が可能である。ただし、図に示された換気口２０１は、一例であり、冷却性能の維持を考慮しつつ、その大きさや形状を適宜に変更してもよい。また、換気口２０１には、適宜のメッシュ部材が取り付けられてもよい。

【0024】

配電器収納箱２に収納される電気機器としては、例えば、変圧器、開閉器、断路器等を挙げることができ、配電機器１は、変圧器、開閉器、断路器等を同一の箱（配電機器収納箱２）に収納した機器として構成することができる。

【0025】

次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態では、様々な構造の傾斜台を用いた例について説明する。図９から図１３は、傾斜台の構造の一例を示す３面図（正面図、平面図、右側面図）である。なお、上記の実施形態の場合と同じ説明については省略することがある。

【0026】

図９に示す傾斜台４ａは、三角錐形状を有しており、傾斜面５ａの上流側に頂点Ｔが形成されている。また、傾斜台４ａの側面（図９では、左側面）は、下面に対して垂直な面である。そして、この傾斜台４ａの傾斜面５ａは、正面側から背面側に向かうに従って低くなり、且つ、前記側面から離れるに従って低くなっている。従って、この傾斜台４ａは、例えば、配電機器収納箱２の角部に位置させることで、傾斜面５ａによって、配電機器収納箱２の側面側と背面側それぞれに設けられた水抜き穴２０２への水の案内が可能である。

【0027】

図１０に示す傾斜台４ｂは、四角柱を斜めに切り取って傾斜面５ｂを形成した構造となっており、この傾斜台４ｂは、正面視において台形状を有している。この傾斜台４ｂの上面Ｓと下面は互いに平行する面である。また、傾斜面５ｂと反対側に位置する側面（図では、左側面）は、上面Ｓと下面に対して垂直な面である。この傾斜台４ｂは、傾斜面５ｂを換気口２０１に向けて配置されることにより、当該換気口２０１側に形成された水抜き穴２０２へ水を案内することができる。

【0028】

図１１に示す傾斜台４ｃは、傾斜の上流側に、頂点Ｔが形成されており、正面から背面に向かうに従って低くなり、且つ、側面（図１１では、左側面）から離れるに従って低くなっている。この傾斜台４ｃには、水を案内するための溝Ｇが形成されており、傾斜台４ｃは、傾斜面５ｃで受け止めた水を、当該溝Ｇを通して下流側へ案内することができる。傾斜台４ｃに溝Ｇを設ける場合、水抜き穴２０２に向けて溝Ｇが形成されることによって、水抜き穴２０２に水が直接的に案内されるので、効率的な排水を行うことができる。なお、図１１に示す溝Ｇは、一例であり、長さや形状等を適宜に変更してもよい。また、傾斜台４ｃとは異なる他の傾斜台４にも溝を形成してもよい。

【0029】

図１２に示す傾斜台４ｄは、図１０に示す構造を変更し、図１０に示す構造の背面側にも傾斜面５ｄを設けた構造となっている。２つの傾斜面５ｄを設けた構造とすることによって、側面及び背面の換気口２０１からの水の侵入に対して、それぞれ異なる傾斜面５ｄによる水抜き穴２０２への水の誘導が可能となる。従って、例えば、配電機器収納箱２の角部に位置させることで、側面側と背面側それぞれに設けられた水抜き穴２０２への水の案内が可能である。

【0030】

また、図１３に示す傾斜台４ｅのように、多面体（例えば、６面体以上）であってもよく、このようにすれば、多方向の水の侵入に対して水抜き穴２０２への案内が可能となる。例えば、３つの傾斜面５ｅをそれぞれ異なる換気口２０１に向けて傾斜台４ｅが配置されることにより、傾斜台４ｅは、３つの方向に形成された水抜き穴２０２へ水を案内することができる。

【0031】

なお、上記で説明された傾斜台４の形状は一例であり、傾斜台４は、換気口２０１からの水を適切に案内することができればよく、適宜に変更してもよい。

【0032】

次に、第３実施形態について説明する。第３実施形態では、電気機器と傾斜台の位置関係の詳細について、図７と図８を用いて説明する。なお、上記の実施形態の場合と同じ説明については省略することがある。

【0033】

上述したように、図７と図８は、傾斜台４の配置を示している。変圧器ベース４０２によって支持された変圧器タンク４０１と底板１０２の間にスペースが形成されており、傾斜台４は、当該スペースに入り込んだ状態で配置される。更に詳しく説明すると、傾斜台４は、変圧器タンク４０１等の内蔵している電気機器に側面が対向するように（例えば、図７に示すように、変圧器タンク４０１の側面に傾斜台４の側面が合わせられ）、且つ、電気機器の放熱部（本実施形態では、変圧器放熱部４０３）の下部に頂点Ｔまたは上面Ｓが近接するように、配置される。

【0034】

このように傾斜台４を配置することによって、下部の換気口２０１から流入した空気が傾斜台４の斜面（傾斜面５）に沿って上昇し易くなり、配電機器収納箱２の内部での空気の循環が促進される。そして、変圧器タンク４０１等の電気機器の放熱部においては冷却性能を向上させることが可能となる。

【0035】

次に、第４実施形態について説明する。第４実施形態では、傾斜台の固定構造について説明する。変圧器タンク等の電気機器と傾斜台を固定することで、機材全体の設置面積の増加を図ることができる。また、固定することで、例えば、輸送時の振動に対して安定させた状態での移動が可能となる。図１４から図１６は、傾斜台の固定構造の一例を示す図である。なお、上記の実施形態の場合と同じ説明については省略することがある。

【0036】

図１４に示す固定構造においては、変圧器タンク４０１の側面側には、溶接によって固定された突起物６０１が設けられている。また、傾斜台４には、当該突起物６０１が入る挿入穴Ｈが形成されている。当該固定構造では、突起物６０１は２つ設けられており、これに対応する挿入穴Ｈが２つ形成されている。そして、変圧器タンク４０１の突起物６０１と傾斜台４の挿入穴Ｈは、略同じ大きさに設定されている。

【0037】

すなわち、当該固定構造では、傾斜台４を固定するために、突起物６０１と挿入穴Ｈが利用され、当該固定構造では、突起物６０１が挿入穴Ｈに入ることによって、傾斜台４が変圧器タンク４０１に固定される。当該固定構造では、傾斜台４の側面側を近接させて固定するので、コンパクトにまとまった固定構造となる。

【0038】

なお、突起物６０１の位置や数は適宜に変更してもよく、挿入穴Ｈは突起物６０１に対応させて形成すればよい。また、図１４においては、突起物６０１の形状は、断面丸状であるが、突起物６０１の形状は適宜に変更してもよい。例えば、突起物６０１の形状は、断面四角状であってもよい。そして、突起物６０１の形状に合わせて、挿入穴Ｈの形状も適宜に変更することができる。

【0039】

図１５に示す固定構造においては、傾斜台４の固定に用いる傾斜台固定ベース６０２が溶接等の適宜の方法により取り付けられている。傾斜台固定ベース６０２は、一方向に延びた板状であり、傾斜台固定ベース６０２の先端側には、固定ボルト６０３による固定に用いるネジ穴が形成されている。また、当該固定構造では、変圧器ベース４０２と底板１０２にも、固定用ボルト６０３による固定に用いるネジ穴が形成されている。

【0040】

当該固定構造では、２つの傾斜台固定ベース６０２が傾斜台４に取り付けられており、一方の傾斜台固定ベース６０２は、正面側の側面端部の位置に取り付けられている。他方の傾斜台固定ベース６０２は、背面側の側面端部の位置に取り付けられている。そして、当該固定構造では、傾斜台４を固定するために、傾斜台固定ベース６０２が利用される。

【0041】

すなわち、当該固定構造では、変圧器タンク４０１の下部と底板１０２との間に傾斜台４の一部が入っており、傾斜台固定ベース６０２の上部からネジ穴に挿入された固定ボルト６０３によって傾斜台４が固定されている。

【0042】

ここで、傾斜台固定ベース６０２の他の部材に対する干渉（当該固定構造においては、変圧器ベース４０２に対する干渉）が考えらえる場合、傾斜台固定ベース６０２を切り欠いてもよく（例えば、図１５に示すように、傾斜台固定ベース６０２の先端側を段付きにしてもよく）、これにより、傾斜台固定ベース６０２の位置合わせを容易に行うことができる。

【0043】

なお、傾斜台固定ベース６０２の傾斜台４への取り付け位置は、上記で説明した位置に限定されず、傾斜台固定ベース６０２は、例えば、正面側の側面端部と背面側の側面端部の間の位置に取り付けてもよい。また、傾斜台固定ベース６０２の形状を変更してもよく、傾斜台固定ベース６０２は、例えば、平板状に形成されていてもよい。また、傾斜台固定ベース６０２の数は、傾斜台４の適切な固定を行うことができればよく、複数であっても単数であってもよい。

【0044】

図１６に示す固定構造においては、配電機器収納箱２の底板１０２にスタッド７０１が溶接されている。傾斜面５の下流側の端部には、突出部７０２が設けられる。そして、この突出部７０２には、スタッド７０１が通る丸穴が形成されている。すなわち、当該固定構造では、傾斜台４を固定するために、スタッド７０１が利用され、突出部７０２の丸穴にスタッド７０１が通った状態でナットによって締め付けられることにより、傾斜台４が固定される。このように、スタッド７０１を用いることで、内蔵する機材を問わずに簡易に設置することが可能である。

【0045】

なお、固定構造に用いる傾斜台４は、図１４から図１６に開示された傾斜台４に限定されず、例えば、第２実施形態で説明した他の傾斜台４であってもよい。

【符号の説明】

【0046】

１ 配電機器
２ 配電機器収納箱
３ ベース
４ 傾斜台
５ 傾斜面
１０１ 側板
１０２ 底板
１０３ 第１扉
１０４ 第２扉
１０５ 上板
１０６ 背面部
２０１ 換気口
２０２ 水抜き穴
２０３ 窪み
４０１ 変圧器タンク
４０２ 変圧器ベース
４０３ 変圧器放熱部
６０１ 突起部
６０２ 傾斜台固定ベース
６０３ 固定ボルト
７０１ スタッド

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】