JP2009027817A - 配電盤 - Google Patents

Abstract

【課題】配電盤における防塵室内の電子機器が隣接した開放室からの熱によって加熱されるのを防止することのできる配電盤を提供する。
【解決手段】配電盤の筐体の内部を隔壁により仕切り、外気を遮蔽するように密閉構成された防塵室と、外気に通じるように開放構成された開放室とを形成し、前記防塵室内に塵埃等の付着を嫌う半導体素子等の電子機器を収容し、前記開放室に電力用の変圧器やコンデンサのように比較的塵埃の付着による影響を受けにくい電力機器を収容してなる配電盤において、前記防塵室と開放室とを仕切る隔壁を、中間に空所を設けた２重壁構造の隔壁とする。
【選択図】図１

Description

この発明は、インバータ装置のように電子機器と変圧器、コンデンサのような電力機器で構成された機器を収容した配電盤に関するもので、特に塵埃等の多い環境で使用するのに適した配電盤に係るものである。

粉塵、油煙、塩分などの塵埃の多い環境で使用される配電盤においては、特に電子機器のように塵埃の付着を嫌う機器は、何らかの防塵対策を必要とする。このために、配電盤内に塵埃を含む外気が侵入しないように外気を遮蔽するように密閉構成された防塵室を設け、この防塵室に塵埃の付着を嫌う電子機器類を収容することが一般に行われている。

電子機器はもともと使用中の許容温度も低いので、密閉された防塵室内に収納した場合、その冷却が問題となる。このような密閉された防塵室内に収納された機器を冷却するための配電盤としては、従来から、特許文献１に示すような配電盤が知られている。

図７にこのような従来の配電盤の構成を示す。この図において、１は、半導体素子等の電子機器２と、電力用変圧器４、コンデンサ５等の電力機器とを収容する配電盤の筐体である。この配電盤１の内部を隔壁１１により仕切り、塵埃等が侵入しないように、外気から遮蔽されるように密閉構成された防塵室１３と、吸気口１７および排気口１８等により外気に通じるように開放構成された開放室１６とが区画形成されている。

防塵室１３内には、粉塵等の付着を嫌う電子機器２を収容するが、冷却の必要な電子機器２は、図８に示すように、多数の放熱フィン６１を備えた冷却体６に搭載し、この電子機器２の搭載された冷却体６を、放熱フィンを開放室１６側にして、隔壁１１に気密的に貫通して取り付ける。これにより、電子機器２が、防塵室１３内に収まり、冷却体６の放熱フィン６１が開放室１６に臨むようになる。そして、開放室１６内には、比較的、塵埃等の付着に対する耐量が高く、かつ電子機器に比べて許容温度を高く設定できる電力用変圧器３やコンデンサ４のような電力機器が収められる。

このような電力機器の収められた開放室１６の前面壁の上部に設けた吸気口１７から冷却ファン１９により吸い込んだ外気を冷却空気とした開放室１６内を貫流させ、下部の排気口１８から排出するようにする。

このように構成した配電盤は、運転中は冷却ファン１９を駆動し、吸気口１７から外気を冷却空気として吸い込んで、開放室１６内を貫流させて、排気口１８から外気へ排出する過程で、電子機器２の取り付けられた冷却体６の放熱フィン６１およびこの開放室１６に収容された変圧器３およびコンデンサ４等を冷却する。塵埃等の付着を嫌う電子機器は、配電盤１の内部に形成された密閉構成された防塵室１３内に収められるため、外気が塵埃を多く含む環境下で使用しても、電子機器２に塵埃が付着することがなく、電子機器を塵埃の影響から除くことができる。そして、電子機器２の発生する熱は、冷却体６の放熱フィンを６１を介して開放室１６内を貫流する冷却空気により外部へ搬出されるので、電子機器２は比較的良好に冷却され、その許容温度以下に保つことができる。
実開平０５−０９５１１７号公報

このような従来の配電盤においては、電子機器を塵埃から守ることができると共に冷却体６に取り付けられた電子機器は、良好に冷却を行うことができる。しかし、開放室１６内には、電子機器に比べ許容温度の高い変圧器３やコンデンサ４のような電力機器が収容されているので、開放室１６の温度は、防塵室１３の温度より高くなり、開放室１６の熱の一部が隔壁１１を介して防塵室１３へ伝達され、防塵室１３がこの熱によって加熱されるようになる。

防塵室１３内には、図示しないが、冷却体６に取り付けられた電子機器以外にも多くの電子機器が収められているので、これらの電子機器がこの開放室から伝達された熱によって電力機器の許容温度付近の温度まで加熱されることにより、電子機器が焼損することがある。

この発明は、このような不都合を除くために、配電盤における防塵室内の電子機器が隣接した開放室からの熱によって加熱されるのを防止することのできる配電盤を提供することを課題とするものである。

この発明は、前記の課題を解決するため、配電盤の筐体の内部を隔壁により仕切り、外気を遮蔽するように密閉構成された防塵室と、外気に通じるように開放構成された開放室とを形成し、前記防塵室内に塵埃等の付着を嫌う半導体素子等の電子機器を収容し、前記開放室に電力用の変圧器やコンデンサのように比較的塵埃の付着による影響を受けにくい電力機器を収容してなる配電盤において、前記防塵室と開放室とを仕切る隔壁を、中間に空所を設けた２重壁構造の隔壁としたことを特徴とするものである。

この発明においては、前記２重壁構造の隔壁内の空所に冷却空気を通流するようにするのがよく、その際、前記２重壁構造の隔壁内の空所の少なくと前記防塵室側の内壁面に多数の凹凸を設けるようにすることができる。

さらに、この発明では、前記２重壁構造の隔壁の防塵室側壁板に前記電子機器を取り付けた冷却体を、気密的に貫通して取り付け、その放熱フィンを前記２重壁の空所内に臨ませるように構成することもできる。

この発明は、配電盤の筐体内部に形成した密閉構成の防塵室に塵埃の付着を嫌う半導体素子等の電子機器を収容し、開放構成の開放室に比較的塵埃付着の影響を受けにくい電力機器を収容し、防塵室と開放室を仕切る隔壁を中間に空所を有する２重壁構造の隔壁により構成しているので、防塵室と開放室の間が２重壁構造の隔壁によって熱遮蔽されることにより、開放室の電力機器の発生する熱によって防塵室の電子機器が加熱されることが防止され、電子機器を安全な温度に保つことができる。

その際、２重壁構造の隔壁内の空所に冷却空気を通流することにより、より熱遮蔽効果を高めることができる。そして、防塵室に収容した電子機器の取り付けられた冷却体を前記隔壁に気密的に貫通して取り付け、放熱フィンを冷却空気の通流される２重壁構造の隔壁内の空所に臨ませることにより、開放室と防塵室との熱遮蔽と防塵室内の電子機器の冷却を同時に行うことができる。

以下に、この発明の実施の形態を図に示す実施例について説明する。

図１は、この発明の実施例１による配電盤の構成を示すものである。この図において、図７に示す従来装置と同じ構成要素は同一の符号で示し、その説明を省略する。

図１の配電盤の筐体１は隔壁１２によって縦に仕切られ、外気から遮蔽されるように密閉構成された防塵室１３と、外気に通じるように開放構成された開放室１６とが形成される。隔壁１２は、対向する２枚の壁板１２ａと１２ｂの間に空所１２ｃを備えた２重壁構造となっている。この２重隔壁１２内の空所１２ｃは、開放室側の壁板１２ｂの上部に設けられた通気口１２ｄと底壁部に設けられた通気口１２ｅとにより外気に通じている。

密閉構成の防塵室１３には、塵埃の付着を嫌う半導体素子等の電子機器２が収容され、外気に通じるように開放構成された開放室１６には、比較的塵埃の付着の影響を受けにくい電力用変圧器３、コンデンサ４のような電力機器が収容される。

防塵室１３に収容された電子機器２のうちの主として発熱量の大きい機器は、多数の放熱フィン６１を備えた冷却体６に取り付けられている（図８参照）。冷却体６は、放熱フィン６１を防塵室１３の上部の冷却空気の通流されている冷却空気通流路１４に臨ませて防塵室１３の上部壁に気密的に貫通して取り付けられる。

開放室１６に設けた冷却ファン１９は、吸気口１７から外気を冷却空気として吸い込み、開放室１６内に送るとともに、通気口１２ｄから隔壁１２内の空所１２ｃへ送る。開放室１６内を貫流する矢印で示す冷却空気により電力機器３，４が冷却される。

このように防塵室１３と開放室１６の間に２重壁構造の隔壁１２を設けることにより、この隔壁内の空所１２ｃが熱遮蔽体となるので、開放室１６の温度が高くなっても、開放室１６から防塵室１３への熱伝導が抑制されるようになるため、防塵室１３の温度を電子機器の許容温度以下の安全な温度に保つことができる。

冷却ファン１９により冷却空気として吸い込んだ外気の一部を隔壁１２の上部の通気口１２ｄから空所１２ｃ内に導き、この中を矢印で示すように通流させて通気口１２ｅから排出するようにすると、この空所１２ｃ内の温度が、ほぼ外気から導入された冷却空気の温度に保たれるので、熱遮蔽効果が一層高まり、開放室１６から防塵室１３へ熱伝導がより抑制されることになる。

防塵室１３内の電子機器２を取り付けた冷却体６は、これに取り付けられた電子機器の発生する熱を放熱フィン６１から冷却空気通流路１４へ放熱し、電子機器２および防塵室１３内の温度上昇を抑える作用をする。

次に、図２ないし４にこの発明の実施例２の配電盤の構成を示すので、これについて説明する。なお、図２は、この実施例２の配電盤の正面図、図３および図４はその内部構成を示す側面断面図および正面断面図である。

この実施例２の配電盤１は、外観を図２に示すように、正面に開閉用の上下２段の扉１５ａ、１５ｂを備えている。このうちの上段の扉１５ａは、配電盤の筐体１に対して機密的な開閉構造を備える。配電盤の筐体１の内部は、図３および図４に示すように縦方向の中間に２重壁構造の隔壁１２を水平に設け、これにより上下２段に区画されている。隔壁１２の上段は外気から遮蔽されるように密閉構成された防塵室１３であり、下段は、吸気口１７および排気口１８により外気に通じた開放構成の開放室１６である。防塵室１３には、塵埃の付着を嫌う半導体素子等の電子機器２が収容される。開放室１６には、塵埃の付着の影響を受けにくい電量の変圧器３やコンデンサ４のような電力機器が収容される。

２重隔壁１２を構成する２枚の壁板１２ａと１２ｂを所定の間隔離すことにより、中間に適宜の空所１２ｃが設けられる。この空所１２ｃの一方端は冷却ファン１９に向かって開口した通気口１２ｆに、そそいて他方端は、開放室１６の側壁に設けた通気口１２ｇに通じている。また、防塵室１２の上部および裏側に防塵室１２とは機密的に区画され、冷却空気の通流される冷却空気通流路１４−１、１４−２が設けられている。

防塵室１３の上部壁１３ａに、熱を防塵室１３側から冷却空気流通路１４−１側へ送る熱交換器８が貫通して設けられている。そして防塵室１３の裏面壁１３ｂには、電子機器２の取り付けられた冷却体６が気密的に貫通して取り付けられ、その放熱フィン６１が冷却空気流通路１４−２内に置かれ、電子機器２が防塵室１３内に置かれるようにする。

このように構成された実施例２の配電盤においては、塵埃の付着を嫌う電子機器２は、上段の外気から遮蔽された防塵室１３内に収容されているので、塵埃が付着することが防止される。下段の外気に通じた開放室１６には、重量が重く、かつ塵埃の付着の影響を受けにくい電力用の変圧器３やコンデンサ４のような電力機器が収容されるので、重心が低くなり、配電盤を設置した際の安定性を向上することができる。

下段の開放室１６内に収容された比較的許容温度の高い電力機器３，４は、吸気口１７から冷却ファン１９により冷却空気として取り込んだ外気を、この室内を貫流させて下部の排気口１８から排気することにより冷却される。また、防塵室１３内の冷却体６に取り付けられた電子機器２は、発生熱を冷却体６の放熱フィン６１を介して通流路１４−２を通流する冷却空気に放熱することによって冷却され、防塵室１３内のその他の電子機器は、熱交換器８により防塵室１３の室内の空気の熱を冷却空気通流路１４−１を通流する冷却空気に移送することより冷却される。
このようにして防塵室１３および開放室１６に収容された機器がそれぞれ冷却されるが、通常は、電力機器の方が電子機器より許容温度が高いので、電力機器３、４を収容した下段の開放室１６内の温度が高くなっている。このため、防塵室１３が下段の開放室１６から加熱されることになる。しかし、両室の間には２重隔壁１２が設けられているので、この２重隔壁により熱が遮蔽され、開放室１６から防塵室１３への熱伝導が抑制される。このとき、隔壁１２内の空所１２ｃの中に、冷却ファン１９により取り込んだ冷却空気の一部を送り込み、通気口１２ｇから排出するようにすると、２重隔壁１２の空所１２ｃ内の温度が、ほぼ外気から取り込んだ、冷却空気の温度となり、ここで、開放室１６から防塵室１３への熱伝導が遮断され、防塵室１３は、ほとんど開放室１６よって加熱されることがなくなる。

この２重隔壁１２の空所１２の両壁板１２ａ，１２ｂの内壁面に図５に示すように多数の凹凸を形成するようにすると、この両壁面から空所１２ｃ内を通流する冷却空気への放熱効果を高めることができるので、両室の冷却効果を高めることができるようになる。この場合、防塵室１３側の壁板１２ａの内壁面にだけに多数の凹凸を設けるようにしてもよい。

図６にこの発明の実施例３による配電盤の構成を示す。

この実施例３は、実施例１における、２重壁構造の隔壁１２の中間に設けられる空所１２ｃの幅を幾分広げて構成にしている。電子機器２を取り付けた冷却体６を２重隔壁１２の防塵室１３側の壁板１２ａに気密的に貫通して取り付け、幅を広げた空所内１２ｃ内に放熱フィン６１を収める。その他の構成は、図１に示す実施例１の構成と同じである。

このような構成によれば、前記各実施例と同様に、２重隔壁１２によって、開放室１６側から防塵室１３側への熱伝導が抑制されるため、防塵室１３が、開放室１６の熱によって、必要以上に加熱されることがなくなる。そして、２重隔壁１２の空所１２ｃ内を通流される冷却空気により電子機器２を取り付けた冷却体６を冷却巣Ｒことができるので、余分に冷却空気通流路を設ける必要がなくなり、構成を簡単にすることができる。

この実施例３においても、実施例２に示された、熱交換器８を、防塵室１３に取り付けて、この室を冷却するようにすることができる。もちろん、２重隔壁１２の空所１２ｃ内壁面に凹凸を設けて、放熱効果を向上することもできる。

この発明の実施例１による配電盤の構成を示す側面断面図である。 この発明の実施例２による配電盤の構成を示す正面図である。 この発明の実施例２による配電盤の構成を示す側面断面図である。 この発明の実施例２による配電盤の構成を示す正面断面図である。 この発明の実施例２による配電盤における２重隔壁の変形例を示す部分正面断面図である。 この発明の実施例３による配電盤の構成を示す側面断面図である。 従来の配電盤の構成を示す側面断面図である。 電子機器を取り付けた冷却体の構成を示す斜視図である。

符号の説明

１：配電盤
２：電子機器
３，４:電力機器（変圧器、コンデンサ）
１２：２重隔壁
１２ｃ：２重隔壁の空所
１３：防塵室
１６：開放室

Claims (4)

1. 配電盤の筐体の内部を隔壁により仕切り、外気を遮蔽するように密閉構成された防塵室と、外気に通じるように開放構成された開放室とを形成し、前記防塵室内に塵埃等の付着を嫌う半導体素子等の電子機器を収容し、前記開放室に電力用の変圧器やコンデンサのように比較的塵埃の付着による影響を受けにくい電力機器を収容してなる配電盤において、前記防塵室と開放室とを仕切る隔壁を、中間に空所を設けた２重壁構造の隔壁としたことを特徴とする配電盤。
2. 前記２重壁構造の隔壁の中間の空所に冷却空気を通流するようにしたことを特徴とする請求項１記載の配電盤。
3. 前記２重壁構造の隔壁の空所の少なくとも前記防塵室側の内壁面に多数の凹凸を設けたことを特徴とする請求項２記載の配電盤。
4. 前記２重壁構造の隔壁の防塵室側壁板に、前記電子機器の取り付けられた冷却体を気密的に貫通して取り付け、その放熱フィンを前記２重壁構造の隔壁内空所内に臨ませるようにしたことを特徴とする請求項１ないし３の何れか１項に記載の配電盤。

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