JP2006250453A - 換気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】換気ファンのメンテナンスや交換作業が筐体の外側から安全に行え、筐体の構造の如何にかかわらず換気装置を適用でき、しかもフードの出っ張り寸法が小さくて済む受電設備用の換気装置を提供する。
【解決手段】筐体１の周囲壁に開口した換気口９を外面から覆うフード１０と、フード１０の内部に配置されて筐体１内の空気を強制的に換気する換気ファン１１とを備えている。フード１０は、換気口９の外面を覆うフード本体１４と、換気口９の周縁壁に接合される締結枠１５と、フード本体１４の内面に前傾姿勢で固定される装着枠１６とを備えている。フード１０の下面に下向きの通気口２０が開口している。換気ファン１１は、装着枠１６に対して通気口２０の側から分離可能に締結固定する。装着枠１６は、換気口９の下縁近傍から前側上方にわたって登り傾斜する状態で前傾している。換気ファン１１の回転平面の傾斜角度θは、４５度とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、主として分電盤や配電盤などの受電設備に適用される換気装置、なかでも筐体外面に装着されるフードと換気ファンとを備えている強制換気方式の換気装置に関する。

分電盤や配電盤においては、筐体内部に配置した変圧器や、高圧負荷開閉器などから大量の熱が放出され、筐体内に滞留する。このような熱を強制的に排出して換気を行うために、強制換気方式の換気装置が筐体に設けられる。この種の換気装置は、例えば特許文献１に公知である。そこでは、筐体の天井壁と前上がり傾斜する屋根壁との間に排気通路を形成し、筐体より前面に張り出た庇部分の内部に換気装置を配置している。換気装置はクロスフローファンと、ファンの外面を覆うファンケースとで構成してあり、庇部分の下面側から着脱できる。したがって換気ファンのメンテナンスや交換に際して、作業者が筐体内に入り込む必要はない。

特許文献２の換気装置においては、筐体の天井壁に揺動開閉自在な支持板を設け、支持板の内面に換気ファンを装着している。換気ファンのメンテナンスや交換を行う場合には、筐体の屋根面に登り、支持板を開放揺動することで換気ファンを筐体の外へ露出させることができる。

本発明に関して、筐体外面に装着されるフードと、軸流式の換気ファンとで強制換気方式の換気装置を構成することは公知である（篠原電機株式会社２００４年度Ｂ版総合カタログ、Ｃ−１２頁上段）。但し、換気ファンはフードの内面側の開口面、すなわち筐体の内面に配置してある。

特開２０００−２６１９１６号公報（段落番号０００８、図１） 特開平５−４９１２０号公報（段落番号０００７、図１）

上記のように換気ファンが筐体の内部に配されていると、そのメンテナンスや交換を行う場合に、作業者が高圧電流が随所に流れている盤内へ入り込む必要があり、作業安全上の問題がある。作業に際して高圧電流を遮断することはできるが、そうすると工場やビルへの給電を停止せざるを得ず、換気装置のメンテナンスや交換作業を、停電しても支障のない休業日などに行わざるを得ず即応性に欠ける。

この点、特許文献１の換気装置によれば、換気装置を庇部分の下面側から着脱できるので、作業者が筐体内に入り込んで作業を行う必要はない。問題は、筐体よりも前方へ張り出した庇部分に換気装置を組み込むので、庇部分が張り出している構造の筐体でないと換気ファンを組み込めず、一般に多用される縦長直方体状の筐体に適用できない不満がある。さらに、庇部分が張り出る分だけ分電盤や配電盤の設置スペースが大きくなる。

特許文献２の換気装置においては、筐体の天井壁に揺動開閉自在な支持板を設けて、その内面に換気ファンを装着するので、筐体の構造とは無関係に換気装置を適用できる。しかし、天井壁に換気口が開口しているので、雨水が換気装置を介して筐体内へ浸入するのを避けられず、屋外に設置される分電盤や配電盤に適用できない。また、換気装置の交換やメンテナンスを行うときは、作業者が筐体の屋根面に登らねばならない煩わしさがある。

本発明の目的は、メンテナンスや交換作業を筐体の外側から安全に行うことができ、筐体の構造の如何にかかわらず適用可能な換気装置を提供することにある。本発明の目的は、フードを筐体から取り外す必要もなく、換気ファンをフードから簡単に分離して取り外すことができ、したがってメンテナンスや交換作業がより少ない手間で簡便に行える換気装置を提供することにある。本発明の目的は、従来の換気装置に比べて換気効率を向上しながら、フードの出っ張り寸法を小さくでき、さらに屋外に設置される分電盤や配電盤であっても問題なく適用できる換気装置を提供することにある。

本発明の換気装置は、筐体１の周囲壁に開口した換気口９を外面から覆うフード１０と、フード１０の内部に配置されて筐体１内の空気を強制的に換気する換気ファン１１とを備えている。フード１０は、換気口９の外面を覆うフード本体１４と、換気口９の周縁壁に接合される締結枠１５と、フード本体１４の内面に前傾姿勢で固定される装着枠１６と、下向きに開口する通気口２０とを備えている。以て、換気ファン１１が、装着枠１６に対して通気口２０側から分離可能に取り付けられていることを特徴とする。

装着枠１６は、換気口９の下縁近傍から前側上方にわたって登り傾斜する状態で前傾しており、換気ファン１１の回転平面の傾斜角度θが、３０〜６０度の範囲内に設定されている。

換気ファン１１は、ファン３０と、ファン３０を回転駆動するモーター３１と、これら両者３０・３１を支持するファンフレーム３２と、ファンフレーム３２に固定されてファン３０の回転領域の周囲空間を塞ぐ仕切板３３とを備えている。仕切板３３は通気口２０側から装着枠１６に接合されて、ボルト３５で締結固定される。フード１０のフード本体１４には、ボルト３５を締緩操作するための工具窓３６が設けられており、工具窓３６は分離可能な閉塞具３７で閉じておくことができる。

フード１０の締結枠１５と、換気口９の周縁壁との間には、換気ファン１１の振動を吸収する防振具２３を配置し、前記通気口２０を通気可能なフィルター１２で塞いでおくことができる。

本発明では、フード１０と、フード１０の内部に配置される換気ファン１１とを備えた強制換気方式の換気装置において、フード本体１４の内面に前傾する装着枠１６を設けて、換気ファン１１を装着枠１６に対して通気口２０の側から分離可能に取り付けることができるようにした。このように、換気ファン１１を装着枠１６に通気口２０の側から分離できるようにすると、換気ファン１１のメンテナンスや交換作業を行う場合に、作業者が筐体１の内部に入り込む必要がないので、一連の作業を安全に、しかもフード１０を筐体１から取り外す必要もなく簡便に行える。筐体１の周壁に開口した換気口９に換気装置を外側から装着するので、筐体１の構造の如何にかかわらず換気装置を適用でき、汎用性に優れた強制換気方式の換気装置を提供できる。

装着枠１６に装着の換気ファン１１は、装着枠１６と同じ角度に前傾するので、従来の換気装置と同様に筐体１内の空気を効果的に吸い込みながら、フード１０によって変向される空気流の変向角度を小さくでき、全体として換気ファン１１の送風効率を向上しながら、フード１０の出っ張り寸法を小さくできる。

装着枠１６が換気口９の下縁近傍から前側上方にわたって登り傾斜状に前傾していると、装着枠１６に取り付けた換気ファン１１で、フード１０の内部空間を換気口９に臨む入口側空間Ｐ１と、通気口２０に臨む出口側空間Ｐ２とに区分して、両者Ｐ１・Ｐ２間の空気の逆流を確実に阻止して、換気ファン１１の送風効率をさらに向上させることができる。

換気ファン１１の回転平面の傾斜角度θが、３０〜６０度の範囲内に設定されていると、フード１０によって変向される空気流の変向角度を小さくしながら、換気ファン１１の着脱の手間を軽減できるうえ、フード１０の出っ張り寸法も小さくなる。傾斜角度θが３０度より小さいと、フード１０の出っ張り寸法が大きくなるため、フード１０が大形化し、その分だけ受電設備の設置に要するスペースが増加するのを避けられない。また、傾斜角度θが６０度より大きいと、フード１０の出っ張り寸法は小さくできるものの、その装着枠１６に対する取り付け作業が困難になるうえ、フード１０の前壁によって変向される空気流の変向角度が大きくなるので、換気ファン１１の送風効率が低下する。

換気ファン１１の仕切板３３を装着枠１６にボルト３５で締結する装着構造において、フード本体１４側に工具窓３６が開口していると、工具窓３６から差し込んだボックスレンチやドライバーなどの工具でボルト３５を簡単にしかも確実に締緩操作できるので、換気ファン１１の交換などの作業を迅速かつ確実に行える。不使用状態における工具窓３６は、分離可能な閉塞具３７で閉止できるので、換気ファン１１の運転時に雨水や塵埃がフード１０内に入り込むのを確実に防止できる。換気ファン１１から送出された空気流が工具窓３６から洩れ出ることもない。

締結枠１５と換気口９の周縁壁との間に防振具２３を配置して、換気ファン１１の振動を吸収できるようにした換気装置によれば、フード１０が換気ファン１１の振動でがた付くのを確実に防止し、長期にわたって適正な状態で筐体１内の換気を行える。通気口２０が通気可能なフィルター１２で塞いであると、昆虫や塵埃がフード１０内へ入り込むのを確実に防止しながら、換気ファン１１から送出される換気空気を抵抗なく排出することができる。

図１ないし図５は本発明に係る換気装置の実施例１を示す。図２において符号１は受電盤や配電盤として使用される受電設備であって、その筐体１の内部には、トランス２や、図外の高圧負荷開閉器、高圧遮断機などが収容されている。筐体１の前面左右には、揺動開閉可能なドア３・３を設けてあり、各ドア３を開放することにより筐体１内へ出入りできる。

筐体１の前面下部には、換気用の空気を筐体１内へ取り入れる一群の通気開口４が直線列状に形成されている。さらに、発熱しやすいトランス２に面した側壁の下部には、換気用の空気を筐体１内へ取り入れる空気取込口が開口しており、その外面がルーバー体５で覆われている。図示していないが、ルーバー体５の内部には雨水の吹き込みを阻止する防水フードが、上向きに開口する状態で固定してある。

筐体１内を換気するために、ルーバー体５が装着してある側の側壁の上部には、強制換気方式の換気装置を配置する。この換気装置は、図１に示すように筐体１の側壁（周囲壁）に開口した換気口９を筐体外面から覆うフード１０と、フード１０の内部に配置される換気ファン１１と、フード１０の通気口２０を塞ぐフィルター１２などを含む。

図３においてフード１０は、換気口９の外面を覆うフード本体１４と、換気口９の周縁壁に接合される締結枠１５と、フード本体１４の内面に前傾姿勢で固定される換気ファン１１用の装着枠１６と、フィルター１２用の装着枠１７などで構成する。フード本体１４は、換気口９の外側の上面および前面を覆うフード主壁１４ａと、換気口９の外側の左右両側を覆うフード側壁１４ｂとで箱屋根状に形成してあり、その換気口９の側と下面側とがそれぞれ開口している。両開口のうち下向きに開口する通気口２０から換気空気が排出される。

締結枠１５は、断面が逆Ｌ字状の形材をコ字状に組んで構成してあり、その周縁に沿って７個のボルト挿通穴２２を通設してある。締結枠１５は防振具２３を介して換気口９の周縁壁に接合され、先のボルト挿通穴２２に挿通したボルト２４で筐体１に締結固定される。ボルト２４は換気口９の内面側周縁壁に設けたナット２５にねじ込む（図１参照）。

防振具２３は、帯状のゴム板を締結枠１５と同様にコ字状に接合して形成してあり、フード１０に装着された換気ファン１１の振動を吸収し、さらに雨水が締結枠１５の筐体１との接合部分から浸入するのを防ぐ。締結枠１５をボルト２４で締結した状態においては、締結枠１５の周縁に沿って折り曲げられた周囲壁が筐体１に接して、それ以上にボルト２４が締め込まれるのを阻止し、防振具２３が過剰に圧縮変形されるのを先の周囲壁で規制できる。したがって、防振具２３の弾性を適度に維持して、フード１０および換気ファン１１の振動を緩和吸収できる。

図５において換気ファン１１用の装着枠１６は、左右のフード側壁１４ｂの内面に前傾姿勢で溶接される左右一対の断面Ｌ字状の枠体からなり、フード側壁１４ｂに対して直交状に折り曲げられる装着座１６ａの前後にボルト挿通穴を通設し、その上面側にナット２７を溶接してある。装着枠１６の前後端には仕切壁２８を溶接してある。仕切壁２８を設けることにより、換気ファン１１で送出した換気空気は、後述する出口側空間Ｐ２から入口側空間Ｐ１側へ逆流して再び換気ファン１１に吸い込まれるのを防止できる。

図１において換気ファン１１は、ファン３０と、ファン３０を回転駆動するモーター３１と、これら両者３０・３１を支持するファンフレーム３２と、ファンフレーム３２に固定されてファン３０の回転領域の周囲空間を塞ぐ仕切板３３と、仕切板３３に固定されてファン３０の回転領域の周囲を囲む導風筒３４などで構成する。

図５に示すように、換気ファン１１を通気口２０の側から縦姿勢のままフード１０内へ差し込み、その仕切板３３を左右の装着枠１６にあてがい、仕切板３３に挿通したボルト３５をナット２７にねじ込むことにより、換気ファン１１を装着枠１６に前傾姿勢で締結固定できる。このとき、仕切板３３の傾斜上端側のボルト３５を簡便に締緩操作できるようにするために、フード主壁１４ａの前壁の上部寄り左右に工具窓３６を設けてある。このように、換気ファン１１をフード１０に前傾姿勢で装着することにより、フード１０の内部が換気口９に臨む入口側空間Ｐ１と、通気口２０に臨む出口側空間Ｐ２とに区分される。

常態において雨水や塵埃が工具窓３６から浸入するのを防ぎ、さらに運転時に換気空気が工具窓３６から洩れるのを防ぐために、工具窓３６は着脱可能なキャップ（閉塞具）３７で閉止する。キャップ３７は軟質のプラスチック成形品からなり、その栓部分３８を圧嵌係合することにより工具窓３６を塞ぐ。栓部分３８は平坦に形成してあり、しかもファン３０の主送風領域の外縁付近に位置しているので、栓部分３８が送風時の抵抗になるのを避けることができる。

フィルター１２は、プラスチック製あるいは金属製の網体１２ａと、網体１２ａを四角形状に保形する周枠１２ｂとで構成する。フィルター１２を装着枠１７の下面側にあてがって、その四隅をボルト３９で装着枠１７に締結することにより、通気口２０を通気は自在であるが、塵埃や昆虫などの侵入を防止できる状態で塞ぐことができる。網体１２ａは下方から噴き上げる雨風がフード１０内へ入り込むのを阻止するのにも役立つ。

換気ファン１１は前傾状態でフード１０と一体化するが、このように前傾姿勢で支持することにより、換気ファン１１のメンテナンスや交換作業は、フード１０を取り外す必要もなく筐体１の外側から安全に行える。さらに、換気ファン１１の送風効率の向上と、フード１０の筐体１からの出っ張り量を小さくことにも役立つ。

仮に、換気ファン１１が換気口９の近傍に垂直姿勢で配置してあると、筐体１内の空気を効果的に吸い込むことができるが、吹き出された加圧空気の全てがフード主壁１４ａにぶつかった後、下向きに向きを変えて排出されるので、空気流の変向角度が大きい分だけ抵抗が増加し換気ファン１１の効率が低下するうえ、耳障りな風切り音を生じやすい。フード１０の出っ張り量は小さくて済むが、換気ファン１１がフード１０の内奥に位置するので、フード１０を筐体１から取り外さない限りは、換気ファン１１を着脱できない。

換気ファン１１が通気口１１の近傍に水平姿勢で配置してあると、換気ファン１１の着脱を簡単に行えるうえ、吹き出された加圧空気の全てを大気中に抵抗なく排出できる。問題は、換気ファン１１を水平姿勢で配置する分だけ、フード１０の筐体１からの出っ張り寸法が大きくなり、受電設備の設置に要するスペースが拡大する点に致命的な不具合がある。

以上のような理由から、本発明では換気ファン１１を前傾姿勢で支持するが、換気ファン１１の前傾姿勢をさらに好適化するためにテストを行った。換気ファン１１の回転平面の傾斜角度θを２０度、３０度、４０度、５０度、６０度に変更して、筐体内部の空気を換気ファン１１で排気するときの、各傾斜角度における風速を確認した。各傾斜角度における風速は、換気口９の上縁から、それぞれ１００mm、２００mm、３００mm離れた各位置で計測し、各位置の値の平均値とした。また、換気ファン１１の着脱のしやすさを評価した。その結果を表１に示す。なお、着脱のしやすさに関する評価Ａは、換気ファン１１の着脱を問題なく行えることを意味する。評価Ｂは、換気ファン１１の着脱に幾分手間が掛かるものの、比較的簡便に行えることを意味する。なお、傾斜角度θが７０度以上になると、先に説明したように換気ファン１１の着脱が困難になる。さらに、各傾斜角度におけるフード１０の出っ張り寸法、詳しくは通気口２０におけるフード主壁１４ａの出っ張り寸法を比較した。

各傾斜角度において、換気ファン１１の風量が多く、フード１０の出っ張り寸法が従来のフードの出っ張り寸法を越えず、しかも換気ファン１１の着脱がしやすいのは、傾斜角度θが３０〜６０度の範囲内にある場合であることがわかる。さらに傾斜角度θを４０度前後とするときが総合的にみて最適であることがわかる。因みに、傾斜角度θが３０未満であると、換気ファン１１の着脱を楽に行えるが、フード１０の出っ張り寸法が大きくなる。また、傾斜角度θが７０を越えると、換気ファン１１の着脱が困難化し、そのための対応策を別途考える必要がある。換気ファン１１で外部空気を筐体１内へ吸込む場合にも、同様の傾向が見られた。

上記の実施例以外に、フード１０は箱屋根状に形成する必要はなく、例えば断面半円状のフード本体１４で換気口９の外面を覆う形態を採ることができる。必要があればフード主壁１４ａの前壁部分のみを上開き揺動可能に支持しておいて、換気ファン１１のメンテナンスや交換を行う場合に前壁部分を跳ね上げ開放することにより、作業を容易化することができる。装着枠１６は、換気ファン１１の締結部分に限って設けることができ、実施例で説明したように、左右一対の形材で形成する必要はない。閉塞具３７は、着脱可能なキャップである必要はなく、例えば揺動開閉自在に支持した蓋体で形成してもよい。

換気ファン１１は、その仕切板３３の四隅をボルト３５で締結する必要はない。例えば、仕切板３３の傾斜上端側をフード主壁１４ａに係合装着し、傾斜下端側のみを装着枠１６に締結して、換気ファン１１をフード１０に取り付けることができる。ボルト３５は装着枠１６側に溶接しておける。その場合には、仕切板３３に設けたボルト挿通穴をボルト３５に挿通した状態で、ナット２７をボルト３５にねじ込んで、仕切板３３を装着枠１６に締結固定できる。必要に応じて、外気を筐体１内へ送給する形態で換気ファン１１を使用してもよい。

換気装置の縦断側面図である。 換気装置の適用例を示す受電設備の斜視図である。 換気装置の分解斜視図である。 図１におけるＡ−Ａ線断面図である。 換気ファンの着脱形態素示す縦断側面図である。

符号の説明

１ 筺体
９ 換気口
１０ フード
１１ 換気ファン
１４ フード本体
１５ 締結枠
１６ 装着枠
２０ 通気口

Claims (4)

1. 筐体（１）の周囲壁に開口した換気口（９）を外面から覆うフード（１０）と、フード（１０）の内部に配置されて筐体（１）内の空気を強制的に換気する換気ファン（１１）とを備えており、
   フード（１０）は、換気口（９）の外面を覆うフード本体（１４）と、換気口（９）の周縁壁に接合される締結枠（１５）と、フード本体（１４）の内面に前傾姿勢で固定される装着枠（１６）と、下向きに開口する通気口（２０）とを備えており、
   換気ファン（１１）が、装着枠（１６）に対して通気口（２０）側から分離可能に取り付けられていることを特徴とする換気装置。
2. 装着枠（１６）が、換気口（９）の下縁近傍から前側上方にわたって登り傾斜する状態で前傾しており、
   換気ファン（１１）の回転平面の傾斜角度（θ）が、３０〜６０度の範囲内に設定されている請求項１記載の換気装置。
3. 換気ファン（１１）が、ファン（３０）と、ファン（３０）を回転駆動するモーター（３１）と、これら両者（３０・３１）を支持するファンフレーム（３２）と、ファンフレーム（３２）に固定されてファン（３０）の回転領域の周囲空間を塞ぐ仕切板（３３）とを備えており、
   仕切板（３３）が、通気口（２０）の側から装着枠（１６）に接合されて、ボルト（３５）で締結固定されており、
   フード（１０）のフード本体（１４）に、ボルト（３５）を締緩操作するための工具窓（３６）が設けられていて、工具窓（３６）が分離可能な閉塞具（３７）で閉止されている請求項１または２記載の換気装置。
4. フード（１０）の締結枠（１５）と、換気口（９）の周縁壁との間に、換気ファン（１１）の振動を吸収する防振具（２３）が配置されており、
   通気口（２０）が、通気可能なフィルター（１２）で塞がれている請求項２または３記載の換気装置。

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