JP2006340533A - キャビネット - Google Patents

Abstract

【課題】ガラスウールなどの断熱材を用いることなく外側から伝わる熱を内部へ伝えにくくし、内部に収容される電気機器類の熱による故障を防止するキャビネットを提供する。
【解決手段】キャビネット１は、直方体状の本体１１と、この本体１１の外表面に形成された遮熱層１２とにより構成される。遮熱層１２は、シラスバルーンを含有する塗料が厚さ１１０〜１２０μｍ程度に塗布された層であり、本体１１の底面を除く外表面すべてに形成されている。塗料にシラスバルーンが含有されたことにより、遮熱層１２の内部には空気相や真空相が作られ、この空気層や真空相により遮熱層１２の熱伝導率を小さくすることができるので、太陽光などの本体１１の外側にある熱源から熱が発せられて遮熱層１２の表面に当たっても、この熱は遮熱層１２から本体１１の外表面に伝わりにくくなるので、これにより、本体１１内部の空気の温度が上昇することを抑えることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、配電盤や動力制御盤などに用いられる計器や継電器、ブレーカ、開閉器等の電気機器類を内部に収納するキャビネットに関する。

配電盤や動力制御盤は、開閉器類、計器類、継電器類、保安装置などの配電機器や操作スイッチ等が基板に複数取り付けられた装置であり、これらは、通常、金属製のキャビネットの中に収容されている。このような装置を収容したキャビネットは、建物の屋外に設置されることが多い。

熱伝導率が大きい金属製のキャビネットは、建物の屋外に設置されると、日中、太陽光に照らされて熱を吸収するので、表面の温度がかなり上昇し、それに伴い、キャビネット内部の温度も上昇する。内部に収容された電気機器類は熱に対して弱いので、この高温下における電気機器類は非常に故障しやすく、誤動作を起こしたり通常よりも早く寿命がきたりする。

そこで、上記のような外側からの熱に起因する電気機器類の故障を防ぐために、キャビネット内部にガラスウールなどの断熱材を設けることが知られている（例えば、特許文献１に記載。）。ガラスウールなどの断熱材を備えたことによって太陽光などの外側からの熱を遮断し、これにより、キャビネット内部の温度上昇を抑えて、電気機器類の故障や誤動作を防止している。

特開昭５７−１１３７０３号公報

しかしながら、キャビネット内部にガラスウールなどの断熱材を設ける構成とすると、その分のスペースをキャビネット内に確保しなければならず、キャビネット全体が大きくなってしまうとともに、このキャビネットを設置するための外部スペースも余分に必要となる。配電盤や動力制御盤などを収納したキャビネットの設置場所は限られており、できるだけこのようなキャビネットの大型化は避けなければならない。
そこで、本発明は、キャビネットを大型化することなく、外側から伝わる熱を遮断し、内部に収容される電気機器類の熱による故障を防止するキャビネットを提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明のキャビネットは、電気機器類を本体内部に収納するキャビネットであって、本体は、外表面に、シラスバルーンを含有する塗料が塗布された遮熱層を有することを特徴とする。
シラスバルーンとは、一般に、白色粗鬆な火山噴出物、およびそれに由来する二次堆積物を急速加熱処理して２０μｍ以下の中空球状に生成したものである。塗料には、中空球状であるシラスバルーンが含有されていることから、本体の外表面に形成された遮熱層の内部には空気相や真空相が作られる。熱伝導は、熱エネルギーが高温部から低温部へ移動する現象であり、分子のランダムな衝突による熱伝達であるため、分子間距離が大きい気体が存在すると、分子の衝突が少なくなり固体よりも熱伝導率が小さくなる。本発明のキャビネットは、外表面に形成された遮熱層がシラスバルーンによる空気層や真空相を有することにより、遮熱層は熱伝導率が小さいものとなっている。従って、キャビネットに外側から太陽光などが当たっても、この遮熱層の表面から内部に熱が伝わりにくい状態となる。よって、遮熱層からキャビネットの本体の外表面へ、さらに、本体の外表面から本体内部へ伝わる熱も少なくなり、キャビネット内部の空気の温度が上昇することを抑えることができる。

なお、遮熱層は、少なくとも５０μｍ形成されている方が望ましい。
遮熱層が少なくとも５０μｍ形成されていることにより、遮熱の効果を発揮する空気相や真空相が形成され、これにより熱伝導を低下することができ、キャビネットの本体の外表面に熱が伝わりにくい状態とすることができる。なお、遮熱層の厚さを５０μｍよりも薄くすると、シラスバルーンの直径が２０μｍ程度であるので、遮熱層に空気相や真空相が形成されにくくなり、これにより、熱伝導率もあまり下がらなくなるので、遮熱層からキャビネットの本体の外表面へと熱が伝わり、それに伴い、キャビネット内部の温度の上昇を抑えることができなくなる。

本発明のキャビネットは、本体の外表面に、シラスバルーンを含有する塗料が塗布された遮熱層が形成されたことにより、ガラスウールなどの断熱材を内部に設けることなく、キャビネット本体の外表面にシラスバルーンを含有する塗料を塗布するだけで、本体内部の温度上昇を抑えることができる。従って、断熱材を設けるためのスペースをキャビネット本体内部に確保するためにキャビネットを大型化することなく、本体内部に収容された電気機器類が熱により故障することを防止することができる。

以下、本実施の形態におけるキャビネットについて図を参照して説明する。図１は、本実施の形態におけるキャビネットを示す図であり、（ａ）は斜視図（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。

図１に示すように、本実施の形態におけるキャビネット１は、直方体状の本体１１と、この本体１１の底面を除く外表面全面に形成された遮熱層１２とにより構成される。

本体１１は、複数の電気機器類を内部で支持するため、剛性の高い金属製の材料により形成されている。配電盤や動力制御盤などに用いられる計器や継電器、ブレーカ、開閉器等の電気機器類は基台に複数取り付けられており、この基台が本体１１の内部の壁面に固定されることによって、電気機器類は本体１１の内部に収容される。本体１１の正面には、扉１３が設けられており、扉１３を開けることによって、内部に収納された電気機器類を作業者が操作したり点検したりすることができる。この扉１３は、上記のような操作や点検時以外では閉じられており、本体１１の内部はほぼ密閉された状態となっている。

遮熱層１２は、シラスバルーンを含有する塗料が厚さ１１０〜１２０μｍ程度に塗布された層であり、本体１１の底面を除く外表面すべてに形成されている。シラスバルーンは、白色粗鬆な火山噴出物、およびそれに由来する二次堆積物を急速加熱処理して２０μｍ以下の中空球状に生成された中空球体であり、塗料に中空球体のシラスバルーンが含有されたことにより、遮熱層１２の内部には空気相や真空相が作られる。この空気層や真空相では、遮熱層１２の表面に伝わった熱を内部へと伝達する分子が衝突する機会が少なくなるので、本実施の形態における遮熱層１２の熱伝導率は、空気層や真空層が形成されていない固体のみの場合に比べて小さくなっている。

本実施の形態におけるキャビネット１は、このような熱伝導率が小さい遮熱層１２を本体１１の外表面に備えることにより、太陽光などの本体１１の外側にある熱源から熱が発せられて遮熱層１２の表面に当たっても、この遮熱層１２の表面から内部には熱が伝わりにくい状態となっている。従って、遮熱層１２が形成されていない従来のキャビネットと比較すると、本実施の形態におけるキャビネット１は、遮熱層１２から本体１１の外表面、また、本体１１の外表面から内部へ伝わる熱を大幅に減らすことができる。よって、本実施の形態におけるキャビネット１の本体１１内部の温度上昇を抑えることができ、電気機器類の故障による誤動作や、寿命が早くなることを防ぐことができる。

以上のように、本発明のキャビネット１によれば、従来使用されていたガラスウールなどの断熱材などを用いることなく、本体１１の外表面にシラスバルーンを含有した塗料が塗布された遮熱層１２を設けるだけで、本体１１内部の空気の温度が上昇することを抑えることができる。よって、従来使用されていたキャビネット１の本体１１を設計変更することなくそのまま使用することができ、キャビネット１の大型化を防ぐこともできる。

なお、本実施の形態におけるキャビネット１の本体１１には、底面を除く外表面全面に遮熱層１２を形成したが、これに限らず、太陽光などの熱源が当たる外表面だけに形成してもよい。
また、遮熱層は少なくとも５０μｍ形成されていれば遮熱の効果を得ることができるが、より十分な効果を得るためには、遮熱層は１００〜２００μｍ程度の厚さに形成されている方が望ましい。遮熱層の厚さを１００〜２００μｍ程度にすることにより、遮熱層にはシラスバルーンにより形成される空気相や真空相の数が上昇するので、熱伝導率をさらに低下することができる。なお、遮熱層を２００μｍ以上形成してもその効果は一定になることが実験によりわかった。

以下、シラスバルーンを含有した塗料の遮熱特性試験の結果を示す。
（試験に用いられたキャビネット）
キャビネット本体：縦４３０ｍｍ、横３００ｍｍ、奥行き１２０ｍｍに形成された扉付きの鋼板製の箱
キャビネットＡ：キャビネット本体の外表面に、シラスバルーンを含有した塗料を、吹付け塗装により厚さ１１０〜１２０μｍで塗布
キャビネットＢ：ポリエステル樹脂粉体が含有された塗料を、吹付け塗装により６０〜７０μｍで塗布
（試験条件）
キャビネットＡ，Ｂの扉側から５００Ｗのレフランプを照射し、それぞれのキャビネットの扉表面およびキャビネットの内部に取り付けた温度記録計により、それぞれの場所での温度上昇の変化を測定した。なお、試験時の雰囲気温度は１５℃、湿度は７０％であった。

ポリエステル樹脂粉体が塗布されたキャビネットＢの扉の表面は、レフランプ照射直後から急速に温度が上昇し、照射１０分後には７０℃まで上昇したのに対し、シラスバルーンを含有した塗料を塗布したキャビネットＡの扉の表面は、５３℃までしか上昇しておらず、１７℃の温度差が確認された。また、キャビネットＢの内部温度は、レフランプ照射１０分後には３６℃まで上昇したのに対し、キャビネットＡの内部温度は２９℃までしか上昇せず、７℃の温度差が確認された。

本発明のキャビネットによれば、ガラスウールなどの断熱材を用いることなく、シラスバルーンを含有した塗料を本体の外表面に塗布するだけで、外側から伝わる熱を内部に伝えにくくすることができるので、屋外に設置されることの多い配電盤や動力制御盤などのキャビネットとして有用である。

本実施の形態におけるキャビネットを示す図であり、（ａ）は斜視図（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。

符号の説明

１ キャビネット
１１ 本体
１２ 遮熱層
１３ 扉

Claims (2)

1. 電気機器類を本体内部に収納するキャビネットであって、
   前記本体は、外表面に、シラスバルーンを含有する塗料が塗布された遮熱層を有することを特徴とするキャビネット。
2. 前記遮熱層は、少なくとも５０μｍ形成されていることを特徴とする請求項１記載のキャビネット。

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