特開 2024-78472 盤構造

(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】P2024078472

(43)【公開日】2024-06-11

(54)【発明の名称】盤構造

(51)【国際特許分類】

   H02B 1/56 20060101AFI20240604BHJP

   H02B 1/28 20060101ALI20240604BHJP

【ＦＩ】

H02B1/56 A

H02B1/28 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022190873

(22)【出願日】2022-11-30

(71)【出願人】

【識別番号】000006105

【氏名又は名称】株式会社明電舎

(74)【代理人】

【識別番号】100086232

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 博通

(74)【代理人】

【識別番号】100092613

【弁理士】

【氏名又は名称】富岡 潔

(74)【代理人】

【識別番号】100104938

【弁理士】

【氏名又は名称】鵜澤 英久

(74)【代理人】

【識別番号】100210240

【弁理士】

【氏名又は名称】太田 友幸

(72)【発明者】

【氏名】青木 隆之

【テーマコード（参考）】

5G016

【Ｆターム（参考）】

5G016AA04

5G016CG04

5G016CG07

5G016CG12

5G016CG13

5G016CG18

(57)【要約】      （修正有）

【課題】一方の盤の排気口から排気された空気が他方の盤内に流入することを抑制し、盤の冷却効率の向上を図る。
【解決手段】屋外設置型の配電盤１は、ＰＣＳ盤４とＤＣ盤５とを横並びにして構成されている。この盤４，５の筐体６，７の上部には、ほぼ同等の高さに配置された庇部が形成されている。筐体６は、ファン１の駆動により庇部の下方向から吸気する吸気口（吸気孔・開口部）と、床板３ｂに形成された排気口とを備える。筐体７は、庇部１２ａの上方に排気する排気口と、開閉扉９の下部に形成された吸気孔群４０とを備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電気機器を収容する一対の筐体を連結させた盤の構造であって、
前記各筐体の上部に形成された庇部を備え、
一方の前記筐体は、前記庇部の下方から吸気する吸気口と、
下部に形成された排気口と、
を備え、
他方の前記筐体は、前記庇部の上方に排気する排気口と、
下部に形成された吸気口と、
を備えることを特徴とする盤構造。

【請求項2】

一方の前記庇部は、下部に前記吸気口が形成されていることを特徴とする請求項１記載の盤構造。

【請求項3】

一方の前記庇部は、先端に開口部が形成され、
前記開口部から所定の間隔をおいて配置された塞ぎ板と、
前記開口部と前記塞ぎ板との間に設けられたメッシュ板とを備え、
前記塞ぎ板の下端部が開放されて内部に吸気可能なことを特徴とする請求項１記載の盤構造。

【請求項4】

他方の前記庇部は、先端に開口部が形成され、
前記開口部から所定の間隔をおいて配置された塞ぎ板と、
前記開口部と前記塞ぎ板との間に設けられたメッシュ板とを備え、
前記排気口は、前記塞ぎ板の上端部と前記メッシュ板の上端部との間に設けられていることを特徴とする請求項１記載の盤構造。

【請求項5】

一方の前記筐体は、底部に設けられたファンの駆動による上方から下方への強制空冷で内部の電気機器を冷却し、
他方の前記筐体は、下方向から上方向への自然空冷で内部の電気機器を冷却することを特徴とする請求項１～４のいずれか記載の盤構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば電力変換装置などの各種電気機器を収容する盤の構造であって、特に屋根の設けられた屋外設置型盤の構造に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１の盤は、横方向に連結された一対の盤ａ，ｂを備え、一方の盤ａ内にはトランス（変圧器）が収容され、他方の盤ｂ内には開閉器・継電器・計器類・操作部材・電力変換装置など発熱機器を含む電気機器類が収容されている。

【0003】

盤ａの筐体上部には換気ダクトが設けられ、吸気ファンの駆動により盤ａの換気ダクトから外気が筐体内に取り込まれる。一方、盤ｂの筐体上部には、ダクトを用いてカバーされた排気口が形成されている。

【0004】

盤ａ，ｂの連結部には、盤ａの換気ダクトから取り込まれた外気の流れを制限する仕切部材が設けられている。すなわち、仕切部材により盤ａ，ｂ間の上部空間が閉塞され、下部空間を開放して盤ａ，ｂ間に空気を流入させる連通部が形成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００７－２０２９５

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１の盤構造によれば、換気ダクトから盤ａ内に取り込まれた外気は、連通部から盤ｂ内に流入し、煙突効果による自然空冷で発熱機器を冷却して排気口から排気される。ところが、排気口から排気された前記冷却後の空気が換気ダクトか取り込まれ、盤ａ，ｂ内に流入する場合がある。これでは盤内の冷却効率が低下するおそれがある。

【0007】

本発明は、このような従来の問題を解決するためになされ、一方の盤の排気口から排気された空気が他方の盤内に流入することを抑制し、冷却効率の向上を図ることを解決課題としている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

（１）本発明は、電気機器を収容する一対の筐体を連結させた盤の構造であって、
前記各筐体の上部に形成された庇部を備え、
一方の前記筐体は、前記庇部の下方から吸気する吸気口と、
下部に形成された排気口と、
を備え、
他方の前記筐体は、前記庇部の上方に排気する排気口と、
下部に形成された吸気口と、
を備えることを特徴とする。

【0009】

（２）本発明の一態様は、一方の前記庇部の下部に前記吸気口が形成されていることを特徴とする。

【0010】

（３）本発明の他の態様は、
一方の前記庇部は、先端に開口部が形成され、
前記開口部から所定の間隔をおいて配置された塞ぎ板と、
前記開口部と前記塞ぎ板との間に設けられたメッシュ板とを備え、
前記塞ぎ板の下端部が開放されて内部に吸気可能なことを特徴とする。

【0011】

（４）本発明のさらに他の態様において、
他方の前記庇部は、先端に開口部が形成され、
前記開口部から所定の間隔をおいて配置された塞ぎ板と、
前記開口部と前記塞ぎ板との間に設けられたメッシュ板とを備え、
前記排気口は、前記塞ぎ板の上端部と前記メッシュ板上端部との間に設けられていることを特徴とする。

【0012】

（５）本発明のさらに他の態様において、
一方の前記筐体は、底部に設けられたファンの駆動による上方から下方への強制空冷で内部の電気機器を冷却し、
他方の前記筐体は、下方向から上方向への自然空冷で内部の電気機器を冷却することを特徴とする。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、一方の盤の排気口から排気された空気の他方の盤内への流入が抑制され、冷却効率の向上を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の実施形態に係る配電盤の正面図。

【図2】（ａ）は図１のＡ－Ａ断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ－Ｂ断面図。

【図3】図１のＣ－Ｃ断面図。

【図4】（ａ）は図２（ａ）のＤ－Ｄ部詳細図、（ｂ）は同Ｅ－Ｅ部詳細図。

【図5】（ａ）は図３のＦ－Ｆ部詳細図、（ｂ）は同Ｇ－Ｇ部詳細図。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の実施形態に係る盤構造を説明する。この盤構造は、屋根の設けられた屋外設置型盤にとって好適な構造であって、例えば電力変換装置などの電気機器の収容された配電盤・分電盤・制御盤あるいは無人の中継装置・キュービクル装置などに適用することが可能である。

【0016】

図１中の１は、前記盤構造の適用された屋外設置型盤を示している。この盤３は、ＰＣＳ（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）盤４と、ＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）盤５とを横並びに連結して構成されている。

【0017】

各盤３，４の筐体６，７は、フレームを用いて構成され、筐体６の前後には観音開き式の開閉扉８ａが設けられ、筺体７の前後には片開き式の開閉扉８ｂが設けられている。

【0018】

また、筐体６，７は、図２および図３に示すように、フレーム内を左右一対の側板３ａ，５ａ・屋根部９，１０・床板３ｂ，５ｂで覆われ（一方の側板５ａの図示は省略する。）、屋根部９，１０の前後端部から前後方向に延設された庇部１１ａ，１１ｂ・１２ａ，１２ｂを有している。

【0019】

ここでは屋根部９，１０内には通気用の通風路２０，２１が形成され、庇部１１ａ，１１ｂと庇部１２ａ，１２ｂは同等の高さに形成されている。また、庇部１１ａと庇部１２ａとが横並びに配置されている一方、庇部１１ｂと庇部１２ｂとが横並びに配置されている。

【0020】

≪筐体６≫
図２および図４に基づき筐体６を説明する。この筐体６内には、発熱量が相対的に多い電気機器、例えばリアクトル・電力変換装置・変圧器（トランス）などが設けられる。

【0021】

冷却構造として、図２中の矢印Ｐ１～Ｐ６に示すように、ファン１８の駆動によって屋根部９から床方向（床板３ｂ方向）への強制空冷の方式が採用されている。ここでは筐体６内は、図２（ａ）に示すように、屋根部９内の通風路２０（図４参照）に連通する風洞部１３が設けられている。

【0022】

（１）風洞部１３の前方スペースＳ１には、防塵性の要求される機器類、例えば電力変換装置１５などが配置されている。また、風洞部１３内には電力変換装置１５のユニットヒートシンク１６が設置されている。ここでは矢印Ｐ１，Ｐ２に示すように、通風路２０から風洞部１３内に流入した空気によりユニットヒートシンク１６が冷却されている。これにより電力変換装置１５が冷却される構造となっている。

【0023】

さらにスペースＳ１の床板３ｂには、図２（ｂ）に示すように、前述のファン１８が左右一対に設置されている。このファン１８はサイドに吸気孔（図示省略）が形成され、図２（ａ）（ｂ）の矢印Ｐ３，Ｐ４に示すように、風洞部１３内からユニットヒートシンク１６の冷却後の空気を吸気し、床板３ｂの排気口１９から排気している。

【0024】

なお、より防塵性を要求される機器類については熱交換器１４を経由して密閉された空間とし、熱交換器１４の空冷されることで電力変換装置１５を冷却する構造としてもよい。

【0025】

（２）後方スペースＳ２の床板（底部）３ｂには、図２（ａ）（ｂ）に示すように、変圧器１７が設置されている。この変圧器１７はファン１８の間に配置され、各ファン１８の前記吸気孔に隣接している。

【0026】

ここでは風洞部１３の上部は、スペースＳ２側に図示省略の空間部が形成されている。したがって、各ファン１８の駆動により風洞部１３内に流入した空気は、矢印Ｐ５に示すように、スペースＳ２方向に分岐される。

【0027】

ここで分岐された空気は、矢印Ｐ６に示すように、下方向に向かって流れて変圧器１７を冷却する。また、変圧器１７は、前記吸気孔に隣接するため、風洞部１３内から吸気される矢印Ｐ３の空気の流れによっても冷却される。この点で矢印Ｐ６の上方からの通風・矢印Ｐ３の横方向からの通風により変圧器１７を冷却する二重冷却構造となっている。

【0028】

（３）図４に基づき庇部１１ａ，１１ｂを説明する。図４（ａ）は屋根部９から前方に延設された庇部１１ａを示し、図４（ｂ）は屋根部９から後方に延設された庇部１１ｂを示し、筐体６の前後フレーム２１ａ，２１ｂのそれぞれの上端部には支持フレーム２１ｃが連結ボルト２３・ナット２４を用いて固定されている。

【0029】

このとき屋根部９の下板９ｂは支持フレーム２１ｃと共締めされ、同上板９ａは支持フレーム２１ｃの上端部に連結ボルト２２を用いて固定されている。この支持フレーム２１ｃには通気孔２１ｄが形成されている。ここでは上下板９ａ，９ｂから通気孔２１ｄの前後方向に延設された部分を庇部１１ａ，１１ｂと呼ぶ。

【0030】

庇部１１ａは、屋根部９の上下板９ａ，９ｂから延設された上下板２５ａ，２５ｂと、上下板２５ａ，２５ｂのサイドを閉塞する側板２５ｃと、内部に飛び跳ねた雨水などの侵入を防ぐ水滴反射板２７とを備え、水滴反射板２７の一端部は、下板９ｂおよび支持フレーム２１ｃと共締めされている。

【0031】

この各板２５ａ～２５ｃの前端部（先端部）には開口部Ｃが形成されている一方、下板２５ｂには吸気孔（吸気口）２６が形成されている。この開口部Ｃおよび吸気孔２６は、エアフィルター２８，２９が装着被覆され、またメッシュ板３０，３１に囲繞されている。

【0032】

メッシュ板３０の一端部３０ａは、上板２５ａに固定された押さえ板３４に溶着されている。一方、メッシュ板３１の一端部３１ｂは、前フレーム２１ａに固定された押さえ板３２に溶着されている。この両板３０，３１の他端部３０ｂ、３１ｂは押さえ板３３に溶着され、これにより両板３０，３１が連結されている。

【0033】

また、開口部Ｃから所定の間隔をもって塞ぎ板３２が配置され、塞ぎ板３２と開口部Ｃとの間にメッシュ板３０が配置されている。この塞ぎ板３２は逆Ｌ字状に形成され、上端部３２ａを側板２５ｃの上部内面に溶着されている一方、下端部３２ｂが解放されて開口部Ｄを形成している。

【0034】

庇部１１ｂは、庇部１１ａとほぼ同等に構成されているものの、開口部Ｃ・吸気孔２６・メッシュ板３０，３１・塞ぎ板３２が省略されている。すなわち、庇部１１は閉塞板５０により塞がれ、また下板２５ｂに吸気孔２６も形成されていなく、通風路２０内に外気を取り入れる構成となっていない。

【0035】

このような筐体６によれば、ファン１８を駆動させると、矢印Ｑ１，Ｑ２に示すように、外気が開口部Ｃおよび吸気孔２６から庇部１１ａ内に流入する。すなわち、庇部１１ａの下方から外気が取り込まれ、矢印Ｑ３に示すように通風路２０内に流れ込んで風洞部１３内に流入し、ユニットヒートシンク１６・変圧器１７の冷却後に排気口１９から排気される。

【0036】

なお、開口部Ｃおよび吸気孔２６をメッシュ板３０，３１で被覆することで流入する外気から塵・埃などを除去し、筐体６内の防塵性を向上させている。

【0037】

≪筐体７≫
図３および図５に基づき筐体７を説明する。この筐体７内には、例えば制御装置や他の盤への配電のための遮断機・導体など発熱量の相対的に少ない電気機器が収容される。そのため、冷却構造として床部（床板５ｂ）から庇部１２への自然空冷方式を採用する。

【0038】

すなわち、冷気が下側に溜まりやすい一方、暖気が上側から逃げやすい煙突効果の特性を利用し、筐体７の下側から上側への通気を基本とする。このとき前後の開閉扉８ｂの下部には吸気孔群（吸気口）４０が形成され、吸気孔群４０から筐体７内に取り込まれた空気は収容された電気機器の冷却後に庇部１２ａ上から排気される。

【0039】

図５（ａ）（ｂ）に基づき庇部１２ａ，１２ｂを説明する。この庇部１２ａ，１２ｂは、それぞれ庇部１１ａ，１１ｂとほぼ同等に構成されている。

【0040】

すなわち、後フレーム２１ｂの上端部に支持フレーム２１ｃが連結ボルト２３・ナット２４を用いて固定されている。この支持フレーム２１ｃには通気孔２１ｄが形成され、通気孔２１ｄの前方に庇部１２ａが配置されている。

【0041】

庇部１２ａは、屋根部１０の上下板１０ａ，１０ｂから延設された上下板２５ａ，２５ｂと、上下板２５ａ，２５ｂの両サイドを閉塞する側板２５ｃと、飛び跳ねた雨水などの侵入を防ぐ水滴反射板２７とを備え、庇部１１ａと同じく開口部Ｃ・吸気孔２６・メッシュ板３０，３１・塞ぎ板３２を備える。

【0042】

ただし、庇部１２ａは、塞ぎ板３２の一端部３２ａとメッシュ板３０の一端部３０ａとの間の空間部Ｅを排気口に利用する（以下、排気口Ｅと呼ぶ。）。また、庇部１２ｂは、庇部１１ｂと同様に開口部Ｃ・吸気孔２６・メッシュ板３０，３１・塞ぎ板３２が省略されている。

【0043】

このような筐体７によれば、前後の開閉扉８ｂの吸気孔群４０から取り込まれた矢印Ｐ１１の外気は、図３中の矢印Ｐ１２に示すように、内部に収容された電気機器の冷却後に前記特性から屋根部１０内の通風路２１内に流入する。

【0044】

ここで流入した空気は、庇部１２ｂが閉塞されているため、矢印Ｐ１３に示すように、庇部１２ａに向かって流れ、図５中の矢印Ｐ１４に示すように、庇部１２ａ内に流入する。

【0045】

その後、庇部１２ａ内に流入した空気は、前記特性から吸気孔２６方向には向かわず、上板２５ａに沿って開口部Ｃに流れてエアフィルター２８およびメッシュ板３０を通過し、矢印Ｐ１５～Ｐ１７に示すように、上方に流れて排気口Ｅを通って屋根部１０上に排気される。

【0046】

このとき盤４は庇部１１ａの下方から吸気しているため、盤５の庇部１２ａから屋根部１０上に排気した空気を吸気することはなく、盤５の排気した空気が盤４内に流入することが防止される。

【0047】

すなわち、盤４，５は庇部１１ａ，１２ａを同等の高さに形成されているものの、庇部１１ａの吸気方向と庇部１２ａの排気方向が相違するため、盤４内に盤５の排気した暖かい空気が取り込まれることはなく、この点で盤４内の冷却効率の向上を図ることが可能となる。

【0048】

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、各請求項に記載された範囲内で変形して実施することできる。例えば筐体６の庇部１１ａは、必ずしも開口部Ｃと吸気孔２６の双方を設ける必要はなく、収容された電気機器の冷却効率に応じていずれか一方のみの採用でもよいものとする。

【符号の説明】

【0049】

１…屋外設置型の配電盤
４…ＰＣＳ盤
５…ＤＣ盤
６，７…筐体
１８…ファン
１９…排気口
２６…吸気孔
４０…吸気孔群
Ｃ，Ｄ…開口部
Ｅ…空間部（排気口）
２５ａ…上下板
２５ｂ…側板
３０…メッシュ板
３２…塞ぎ板
３２ａ…上端部
３２ｂ…下端部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】