JP2016178777A - 電気機器の収納装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電気機器で生ずる動作音を低減させることが可能な電気機器の収納装置を提供する。【解決手段】収納装置１０は、壁材５０ａに埋め込まれるケース１と、ケース１に取り付けられるカバー２と、壁面５０ａａより突出するように電力変換装置９をケース１に固定する固定具３とを備えている。カバー２は、電力変換装置９を露出させる第１開口部２ａａを介して、上方に配置される第２開口部２ｂａと、下方に配置される第３開口部２ｃａとが設けられている。ケース１は、電力変換装置９と、内壁面１ｃｃとの間に通風路１０ａを形成し、第２開口部２ｂａと第３開口部２ｃａとに通風路１０ａが連なるように構成され、電力変換装置９の背面９ａｂと対向する内壁面１ｃｃに防音材１ｍを有している。【選択図】図１

Description

本発明は、電気機器の収納装置に関し、特に、直流電力を交流電力に電力変換する電気機器の収納装置に関する。

従来、太陽電池などの直流電源の出力する直流電力を交流電力に変換する電気機器が知られている（たとえば、特許文献１を参照）。

特許文献１の電気機器は、壁面に取り付けられて使用される。電気機器は、直流用リアクトル、交流用リアクトル、スイッチング素子モジュールなどと接続されて昇圧回路やインバータ回路を構成する基板が、筐体の中に収納されている。

電力機器は、スイッチング素子のオンとオフとを切り替えるスイッチング動作により直流電力を交流電力に電力変換する場合、スイッチング素子のスイッチングロスによる熱が発生し、電力変換効率が低下する場合がある。

次に、液晶パネルユニット用ではあるが、パネルユニット本体を、取付面に装着した壁埋め込み型液晶パネルユニットの放熱構造が知られている（たとえば、特許文献２）。

特許文献２の放熱構造は、液晶パネルが前面から露見するよう固定する前面カバーにて、駆動用プリント基板あるいは電源用プリント基板がパネルユニット本体に収容される。放熱構造は、前面カバーの前面を壁面などの取付面よりも前側に突出した状態で取り付けている。放熱構造は、前面カバーの下部入口から吸い込んだ空気が液晶パネル背面側の発熱性部品を冷却した後、出口から排気させるように構成されている。電力機器は、特許文献２の放熱構造を利用することで、電力変換効率の低下を抑制できる可能性がある。

特開２０１４−９０６０４号公報 特開２００３−７５８５８号公報

ところで、電気機器は、直流電力を交流電力に電力変換する場合、スイッチング素子のオンとオフとの切り替え動作に伴い高周波の動作音が生ずる場合がある。電気機器は、特許文献２のごとく、壁に埋込構造とすることで、この動作音を低減させることができる可能性がある。

しかしながら、直流電力を交流電力に電力変換する電気機器では、数百Ｗ程度の液晶パネルユニットなどと異なり、たとえば、出力が４．６ｋＷや５．９ｋＷなど１ｋＷを超える大出力となる。電気機器は、出力に相応して動作音が大きくなる傾向にある。そのため、電力変換を伴う電気機器では、電気機器を取付面に装着した壁埋め込み構成だけで静音性を確保することができない場合がある。

本発明の目的は、電気機器で生ずる動作音を低減させることが可能な収納装置を提供することにある。

本発明の電気機器の収納装置は、ケースと、カバーと、固定具と、を備えている。上記ケースは、建屋内の壁材に埋め込まれる。上記カバーは、上記ケースに取り付けられる。上記固定具は、箱状の上記電気機器における前面が上記壁材の壁面より前方に突出するように、上記電気機器を上記ケースの内部に固定する。上記カバーは、正面視において、第１開口部を介して、鉛直方向の上方に配置される第２開口部と、鉛直方向の下方に配置される第３開口部とが、設けられている。上記第１開口部は、上記電気機器の前面を露出させる。上記ケースは、箱状の上記電気機器における鉛直方向の上方、下方および背面側と、上記ケースの内壁面との間に通風路を形成する。上記ケースは、上記第２開口部と上記第３開口部とに上記通風路が連なるように構成されている。上記ケースは、直流電力を交流電力に電力変換させるスイッチング素子の熱を放熱させるヒートシンクを背面側に有する電気機器の背面と対向する内壁面に、防音材を有していることを特徴とする。

本発明の電気機器の収納装置は、電気機器で生ずる高周波の動作音を低減させることができる。

図１は、実施形態１の電気機器の収納装置を説明する斜視図である。 図２は、実施形態１の電気機器の収納装置における要部を示す正面図である。 図３は、実施形態１の電気機器の収納装置を説明する断面図である。 図４は、実施形態１の電気機器の収納装置における別の要部の正面図である。 図５は、電気機器を示す分解斜視図である。 図６は、電気機器を示す概略回路図である。 図７は、実施形態２の電気機器の収納装置を説明する断面図である。 図８は、実施形態２の電気機器の収納装置を示す概略回路図である。

（実施形態１）
以下では、本実施形態の電気機器の収納装置１０について、図１ないし図４を参照しながら説明する。本実施形態の電気機器の収納装置１０に収納される電気機器は、電力変換装置９とも称する。電力変換装置９は、図５および図６を用いて説明する。図中においては、同じ部材に対し、同じ番号を付して重複する説明を省略する。各図面が示す部材の大きさや位置関係は、説明を明確にするために誇張していることがある。以下の説明において、本実施形態を構成する各要素は、複数の要素を一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、一の部材の機能を複数の部材で分担して実現してもよい。

本実施形態の電気機器の収納装置１０は、図１ないし図４に示すように、ケース１と、カバー２と、固定具３と、を備えている。ケース１は、建屋内の壁材５０ａに埋め込まれる。カバー２は、ケース１に取り付けられる。固定具３は、箱状の電力変換装置９における前面９ａａが壁材５０ａの壁面５０ａａより前方に突出するように、電力変換装置９をケース１の内部に固定する。カバー２は、正面視において、第１開口部２ａａを介して、鉛直方向の上方に配置される第２開口部２ｂａと、鉛直方向の下方に配置される第３開口部２ｃａとが、設けられている。第１開口部２ａａは、電力変換装置９の前面９ａａを露出させる。ケース１は、箱状の電力変換装置９における鉛直方向の上方、下方および背面９ａｂ側と、ケース１の内壁面１ｃｃとの間に通風路１０ａを形成する。ケース１は、第２開口部２ｂａと第３開口部２ｃａとに通風路１０ａが連なるように構成されている。ケース１は、直流電力を交流電力に電力変換させるスイッチング素子９ａ１の熱を放熱させるヒートシンク９ｄ（図３を参照）を背面９ａｂ側に有する電力変換装置９の背面９ａｂと対向する内壁面１ｃｃに、防音材１ｍを有している。

本実施形態の電気機器の収納装置１０は、建屋内の壁材５０ａに埋め込まれるケース１が、電力変換装置９の背面９ａｂと対向する内壁面１ｃｃに防音材１ｍを有していることで、スイッチング素子９ａ１の動作で生ずる動作音を低減させることができる。

最初に、本実施形態の電気機器の収納装置１０に収納される電力変換装置９について、図５および図６を用いて簡単に説明する。

電力変換装置９は、太陽電池５１からの直流電力を、所定の交流電力に電力変換する。太陽電池５１は、複数の太陽電池モジュールを並べたアレイ状の構造としている。電力変換装置９は、電力変換した交流電力を分電盤１２に出力する。電力変換装置９は、分電盤１２を介して、たとえば、照明器具、テレビジョンなどの負荷機器に交流電力を供給できるように構成されている。電力変換装置９は、分電盤１２を介して、交流電力を電力系統へ逆潮流させることができる。この場合、太陽電池５１で発電された電力の内、建屋内の負荷機器で消費されなかった余剰電力が売電されることになる。電力変換装置９は、太陽電池５１と電気的に接続させる構成だけに限られず、蓄電池ユニット、風力発電設備、燃料電池システムなどの直流電源設備と電気的に接続する構成としてもよい。

尚、電力変換装置９から出力される交流電力を分電盤１２へ出力せず直接電力系統へ逆潮流させて太陽電池５１の発電電力の全量を売電するように構成することもできる。

電力変換装置９は、内部に電力変換器９ｚを収納する箱体９ｃを備えている。電力変換器９ｚは、図６に示す、第１のノイズフィルタ部９ｓと、昇圧回路部９ｉと、インバータ回路部９ｐと、制御部９ｂと、ローパスフィルタ回路部９ｒと、第２のノイズフィルタ部９ｔと、系統接続部９ｕとを備えている。電力変換器９ｚは、さらに、表示部９ｋと、直流スイッチ９ｅと、ＡＣコンセント９ｆと、直流用リアクトル９ｇと、平滑コンデンサ９ｑと、を有している。

箱体９ｃは、正面パネル９ｃ１と、背面パネル９ｃ２と、平面パネル９ｃ３と、底面パネル９ｃ４と、第１側面パネル９ｃ５と、第２側面パネル９ｃ６とによって、内部が空洞な直方体状の外形形状をしている。正面パネル９ｃ１は、外部に表示部９ｋを露出させる露出孔９ｃｅが設けられている。表示部９ｋは、太陽電池５１が発電した発電電力量の表示を行うことができるように、制御部９ｂと電気的に接続されている。底面パネル９ｃ４は、第１通気孔９ｃａと第１通気スリット９ｃｂとが厚み方向に貫通するように形成されている。平面パネル９ｃ３は、第２通気孔９ｃｃと第２通気スリット９ｃｄとが厚み方向に貫通するように形成されている。背面パネル９ｃ２には、螺子により、ヒートシンク９ｄが固定されている。ヒートシンク９ｄは、複数の平板状のフィン９ｄ１が並んで設けられている。複数のフィン９ｄ１は、鉛直方向に沿って、延びるように配置される。第１側面パネル９ｃ５には、直流スイッチ９ｅと、ＡＣコンセント９ｆと、が設けられている。直流スイッチ９ｅは、太陽電池５１との電気的な接続をオンとオフとで切り替える。たとえば、電力変換装置９のメンテナンスを行う場合、直流スイッチ９ｅは、太陽電池５１との電気的な接続をオフにすることができる。ＡＣコンセント９ｆは、たとえば、商用交流電源の停電時において、電力変換装置９から直接に交流電力を出力できるように構成されている。箱体９ｃの内部には、昇圧回路部９ｉやインバータ回路部９ｐと電気的に接続される端子台９ｗが設けられている。端子台９ｗは、直流電力を入力する端子と、交流電力を出力する端子とを有している。底面パネル９ｃ４は、端子台９ｗと電気的に接続させる配線を挿通させるため、底面パネル９ｃ４の厚み方向に貫通する貫通孔を、ノックアウトで形成できる溝９ｃｎを有している。

制御部９ｂは、複数の電子部品が実装された第１基板９ｍ１を用いて構成されている。第１基板９ｍ１は、直流電力を交流電力に電力変換するため、直流用リアクトル９ｇと交流用リアクトル９ｈとスイッチング素子９ａ１とを電気的に接続させて、昇圧回路部９ｉやインバータ回路部９ｐやローパスフィルタ回路部９ｒを構成している。スイッチング素子９ａ１は、第２基板９ｍ２に実装され、スイッチング部９ａを構成している。第２基板９ｍ２は、ヒートシンク９ｄ上に配置されている。ヒートシンク９ｄは、スイッチング素子９ａ１のオンの時に生ずる熱をフィン９ｄ１から放熱できるように構成されている。第１基板９ｍ１と第２基板９ｍ２とは、所定の間隔を隔てて、配置されている。表示部９ｋは、第３基板９ｍ３を用いて構成されている。第３基板９ｍ３は、板状のシャーシ９ｖに配置される。

電力変換器９ｚは、第１のノイズフィルタ部９ｓを介して入力された太陽電池５１からの直流電力を、昇圧回路部９ｉに入力させる。第１のノイズフィルタ部９ｓは、直流電力のノイズを低減させるコモンモードフィルタを用いることができる。昇圧回路部９ｉは、太陽電池５１からの直流電力の電圧を昇圧する。昇圧回路部９ｉは、ＤＣ／ＤＣコンバータを構成している。ＤＣ／ＤＣコンバータは、スイッチング素子９ａ１と、直流用リアクトル９ｇと、平滑コンデンサ９ｑと、を備えたチョッパー型の昇圧回路である。スイッチング素子９ａ１のオンとオフの動作により直流用リアクトル９ｇに電流が断続的に流れ、この直流用リアクトル９ｇの巻き線が振動する。昇圧回路部９ｉで電圧が昇圧された直流電力は、インバータ回路部９ｐに入力される。インバータ回路部９ｐは、昇圧回路部９ｉが電圧を昇圧した直流電力を交流電力に電力変換する。インバータ回路部９ｐは、制御部９ｂによりオンとオフとの動作が制御された複数のスイッチング素子９ａ１の組み合わせで、入力された直流電力を周期的にチョッピングして疑似正弦波を生成する。インバータ回路部９ｐは、ローパスフィルタ回路部９ｒを介して、第２のノイズフィルタ部９ｔと電気的に接続されている。ローパスフィルタ回路部９ｒは、２つの交流用リアクトル９ｈと、フィルター用コンデンサ９ｊとで構成されている。電力変換器９ｚは、インバータ回路部９ｐからの疑似正弦波の高周波成分を、ローパスフィルタ回路部９ｒで減衰または取り除いて、正弦波状の交流電力を得ることができる。電力変換器９ｚでは、インバータ回路部９ｐでの直流電力のチョッピングにより、交流用リアクトル９ｈに断続的に電流が流れ、交流用リアクトル９ｈの巻き線が振動する。第２のノイズフィルタ部９ｔは、交流電力のノイズを低減させるコモンモードフィルタを用いることができる。第２のノイズフィルタ部９ｔは、系統接続部９ｕと電気的に接続されている。系統接続部９ｕは、複数のリレー９ｕ１を備えている。系統接続部９ｕは、分電盤１２を介して、系統側となる商用交流電源と太陽電池５１との電気的な接続と遮断とを行うことができるように構成されている。

制御部９ｂは、昇圧回路部９ｉとインバータ回路部９ｐとを制御して、太陽電池５１からの直流電力を所定の交流電力に電力変換させる。所定の交流電力は、たとえば、商用交流電源の商用交流電力と同じ周波数を有し、商用交流電力と同期可能な交流電力が挙げられる。昇圧回路部９ｉやインバータ回路部９ｐは、主として、第１基板９ｍ１、第２基板９ｍ２や第３基板９ｍ３に実装された電子部品を用いて構成することができる。昇圧回路部９ｉやインバータ回路部９ｐには、スイッチング素子として、ＩＧＢＴ(Insulated Gate Bipolar Transistor)が用いられている。昇圧回路部９ｉやインバータ回路部９ｐは、たとえば、電力用半導体素子であるＩＰＭ(Intelligent Power Module)で構成することができる。

ところで、電力変換装置９は、スイッチング素子９ａ１の動作に伴って生じた熱を、ヒートシンク９ｄを介して放熱される。電力変換装置９は、鉛直方向の下側の第１通気スリット９ｃｂから入った空気が、ヒートシンク９ｄのフィン９ｄ１の長手方向に沿って流れ、鉛直方向の上側の第２通気スリット９ｃｄから外へ出るように構成されている。

本実施形態の電気機器の収納装置１０では、ヒートシンク９ｄのフィン９ｄ１の長手方向に沿って、鉛直方向の下方から鉛直方向の上方に空気が流れるように、カバー２に設けた第３開口部２ｃａから第２開口部２ｂａに空気を放出させることができる。図３に示す点線の矢印の向きは、空気の流れる方向を例示している。

電力変換装置９は、直流電力を交流電力に電力変換する場合、インバータ回路部９ｐのスイッチング素子９ａ１のオンとオフとを動作させる際の周波数を高くすれば、疑似正弦波の分解能が高くなり、電力変換された交流電力の正弦波に対する波形歪が小さくなる。電力変換装置９は、周波数の高周波化にともない、より正弦波に近い高品質の交流電力を出力することができる。電力変換装置９は、スイッチング素子９ａ１のオンとオフとを動作させる際の周波数を高くする場合、スイッチング素子９ａ１のオンとオフとの回数が増加することで、スイッチングロスが増加する傾向にある。電力変換装置９では、スイッチング素子９ａ１のスイッチング周波数が２０ｋＨｚまで高くなると、スイッチングロスに伴う電力変換効率の低下が生ずる傾向にある。電力変換装置９は、波形歪の大きさとスイッチングロスの大きさとがトレードオフの関係にあることから、波形歪とスイッチングロスとの兼ね合いを考慮して、できるだけ高いスイッチング周波数が選択される傾向にある。

電力変換装置９では、スイッチング素子９ａ１を動作させる周波数に応じて、交流用リアクトル９ｈに電流が断続的に流れる。電力変換装置９は、電流の増減で交流用リアクトル９ｈなどが振動する。電力変換装置９は、交流用リアクトル９ｈが取り付けられる箱体９ｃが、交流用リアクトル９ｈの振動に共鳴し、周囲に高周波音となって放出される場合がある。

特に、電力変換装置９は、スイッチング素子９ａ１の高性能化に伴うスイッチングロスの減少で、スイッチング素子９ａ１のオンとオフとを動作させる周波数をより高くさせる傾向にある。電力変換装置９は、電力変換効率が大きく低下しない程度にスイッチング素子９ａ１のオンとオフとの動作の周波数を高くさせる場合、電力変換に伴って、一般にモスキート音と称される高周波音が発生する場合がある。モスキート音は、人に不快感を与える場合がある。電力変換装置９では、たとえば、１５ｋＨｚの周波数あたりからモスキート音が発生する場合がある。電力変換装置９では、およそ１７ｋＨｚの周波数のモスキート音が顕著に表れることもある。高調波は、２０ｋＨｚの周波数を超えると可聴域を超えるので人には聞き取れない傾向にある。本実施形態の電気機器の収納装置１０は、建屋内の壁材５０ａに電力変換装置９を埋め込ませることで、壁材５０ａの壁面５０ａａに電力変換装置９が取り付けられる場合と比較して、人に高周波音による不快感を生じさせることを少なくさせることができる。

電気機器の収納装置１０は、壁材５０ａに埋め込まれたケース１に電力変換装置９を取り付けることで、電力変換装置９のスイッチング素子９ａ１の動作に伴う高周波音の放射を抑制することができる。電力変換装置９は、背面９ａｂ側にヒートシンク９ｄが設けられており、このヒートシンク９ｄが交流用リアクトル９ｈの振動に共鳴し基本的に背面９ａｂ側から音が出てくる傾向にある。電気機器の収納装置１０は、スイッチング素子９ａ１のスイッチングする周波数で生ずる高周波音を低減させる防音材１ｍをケース１の内壁面１ｃｃに設けることで、電力変換装置９で生ずる高周波音を低減させることができる。

本実施形態の電気機器の収納装置１０では、電力変換装置９から高周波音が出てくる背面９ａｂ側に対応して防音材１ｍが設けられていることにより、電力変換装置９の騒音を小さくさせることができる。

以下では、本実施形態の電気機器の収納装置１０における各構成について説明する。

ケース１は、図１ないし図３に示すように、背板１ａと、第１側板１ｂと、第２側板１ｃと、平板１ｄと、底板１ｅと、を有している。背板１ａは、正面視において、長方形状としている。ケース１は、長方形状の背板１ａにおける対向する長辺から、平板１ｄと、底板１ｅと、が突出するように設けられている。ケース１は、長方形状の背板１ａにおける対向する短辺から、第１側板１ｂと、第２側板１ｃと、が突出するように設けられている。ケース１は、背板１ａと第１側板１ｂと第２側板１ｃと平板１ｄと底板１ｅとで、有底角筒状の外形形状をしている。ケース１は、金属板の折り曲げ加工によって、形成することができる。ケース１は、それぞれ平板状に形成された、背板１ａ、第１側板１ｂ、第２側板１ｃ、平板１ｄや底板１ｅを、溶接や螺子止めなどにより一体的な構造に形成してもよい。ケース１の材料としては、たとえば、板金やステンレスを用いることができる。ケース１の材料は、これらに限られず、アルミニウム合金などの金属材料を用いることができる。ケース１の材料は、金属材料だけに限られず、樹脂材料を用いてもよい。

ケース１は、台座部１ｆを有していることが好ましい。台座部１ｆは、底板１ｅと、平板１ｄとにそれぞれ対向して設けられている。台座部１ｆは、長尺板状の外形形状をしている。台座部１ｆは、背板１ａ側から開口１ａａ側に向かって延びるように設けられている。台座部１ｆは、底板１ｅや平板１ｄに溶接などで固定されている。台座部１ｆは、ケース１の奥行き方向に沿って、所定の間隔で、複数の螺子孔が設けられている。台座部１ｆは、固定具３の保持板４を取り付けることができるように構成されている。

ケース１は、電力変換装置９の背面９ａｂと対向する背板１ａの表面に、防音材１ｍを設けている。ケース１は、防音材１ｍが背板１ａにだけ設けられる構造に限られず、背板１ａに加え、第１側板１ｂと第２側板１ｃと平板１ｄと底板１ｅの少なくとも１つに防音材１ｍが設けられていてもよい。言い換えれば、ケース１は、少なくとも電力変換装置９の背面９ａｂと対向する内壁面１ｃｃに防音材１ｍを設けていればよい。防音材１ｍは、電力変換装置９のスイッチング素子９ａ１の動作で生ずる高周波音を低減できればよい。

防音材１ｍとしては、吸音材と、遮音材とが挙げられる。吸音材としては、たとえば、スポンジを用いることができる。吸音材は、スポンジだけに限られず、ガラスの短繊維を綿状にしたグラスウールや玄武岩、鉄炉スラグなどに石灰などを混合して高温で溶解して生成させた人造鉱物繊維のロックウールを用いてもよい。遮音材の材料としては、たとえば、発泡ウレタンなどを利用することができる。防音材１ｍは、スイッチング素子９ａ１の動作で生じる音のうち、低減させたい周波数や音量に応じて、材質や厚みなどを適宜に調整すればよい。

ケース１は、電力変換装置９を壁材５０ａに埋込配置させる場合、建屋の梁５０ｂの上に載せ置かれせることが好ましい。電力変換装置９は、たとえば、約１４ｋｇもの質量を有する場合もある。電気機器の収納装置１０は、壁材５０ａに埋め込まれるケース１を梁５０ｂの上に載せ置くことで、電力変換装置９の荷重を支えることが容易となる。ケース１は、固定螺子６ｃを用いて、梁５０ｂに固定することができる。

カバー２は、図４に示すように、正面視において、矩形枠状の外形形状をしている。カバー２は、厚み方向に貫通する第１開口部２ａａを備えている。カバー２は、第１開口部２ａａから電力変換装置９の前面９ａａ側が外部に突出できるように構成されている。カバー２の第１開口部２ａａは、正面視において、電力変換装置９の外形形状よりも若干大きく形成されている。カバー２は、螺子などを用いて、ケース１と取り外し自在に固定できるように構成されている。カバー２は、埋込穴５０ａｂの周部の壁面５０ａａを覆うことができるように構成されている。カバー２は、埋込穴５０ａｂの周部の壁面５０ａａを覆う周縁部２ａを備えることで、電気機器を収納する収納装置１０の見栄えを良くすることができる。カバー２は、第１開口部２ａａの内周縁に電力変換装置９からの振動が伝わることを抑制する弾性材を設けてもよい。カバー２は、樹脂を用いて形成することができる。カバー２の材料は、樹脂材料だけに限られず、焼き付け塗装した鉄、ステンレスなどの金属材料を用いてもよい。

固定具３は、保持板４と、取付板５と、を備えている。保持板４は、平板１ｄと、底板１ｅとに渡って、取り付けられる。保持板４は、長板４ａと、第１突出板４ｂと、第２突出板４ｃと、を備えている。長板４ａは、長尺板状の外形形状をしている。第１突出板４ｂは、長板４ａの一端部から長板４ａと直交する方向に沿って突出している。第２突出板４ｃは、長板４ａの一端部と反対の他端部から長板４ａと直交する方向に沿って突出している。第１突出板４ｂと第２突出板４ｃとは、長板４ａから同じ方向に突出しており、対向して配置されている。第１突出板４ｂは、厚み方向に貫通する第１貫通孔を備えている。第２突出板４ｃは、厚み方向に貫通する第２貫通孔を備えている。保持板４は、ケース１の台座部１ｆに固定される。保持板４は、ボルト６ａを第１突出板４ｂの第１貫通孔に挿通させて、台座部１ｆの螺子孔に螺子止めできるように構成されている。保持板４は、第１突出板４ｂとは別途に、ボルト６ａを第２突出板４ｃの第２貫通孔に挿通させて、台座部１ｆの螺子孔に螺子止めできるように構成されている。一対の保持板４は、ケース１の内壁面１ｃｃと平行に鉛直方向に沿って配置されている。

取付板５は、主部５ａと、引掛部５ｂと、固定部５ｃと、を備えている。主部５ａは、矩形平板状の外形形状をしている。主部５ａは、正面視において、長方形の長手方向の一辺に沿って、２つの引掛部５ｂが配置されている。引掛部５ｂは、図３に示すように、側面視において、主部５ａからＬ字状に突出している。取付板５は、厚み方向に貫通するビス穴が主部５ａに設けられている。取付板５は、主部５ａのビス穴に挿通させた取付螺子６ｂを保持板４に螺子止めすることで、取付板５と保持板４とを固定している。取付板５は、引掛部５ｂの先端が鉛直方向の上向きとなるように、保持板４に取り付けられる。主部５ａは、正面視において、引掛部５ｂが突出す長方形の一辺と対向する長手方向の一辺の端部に固定部５ｃを突出させている。固定部５ｃは、主部５ａの表面と直交する取付板５の厚み方向に沿って突出している。言い換えれば、固定部５ｃは、ケース１に挿入される電力変換装置９に向かって突出する平板状の外形形状をしている。固定部５ｃは、電力変換装置９と固定するための螺子孔５ｃ１を備えている。固定部５ｃは、電力変換装置９の穴部に取付板５の引掛部５ｂを引き掛けた後、固定部５ｃと電力変換装置９とを螺子止めすることで、電力変換装置９を取付板５に取り付けることができるように構成されている。

電力変換装置９は、ケース１に設けた取付板５に取り付けることで固定される。電力変換装置９は、エアコンディショナなどと比較して、重量が大きい。ケース１や取付板５は、電力変換装置９の荷重に耐えられるように形成されていることが好ましい。

電力変換装置９は、ケース１が埋め込まれる、壁材５０ａの厚みと、電力変換装置９の重心との位置関係から壁面５０ａａの前方に突出させる突出位置に限界がある。交流用リアクトル９ｈは、周波数５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの低周波数の交流に対して、高周波のチョッピングノイズが取り除けるようなローパスフィルタ回路部９ｒを構成するため、比較的リアクタンスが大きい。直流用リアクトル９ｇおよび交流用リアクトル９ｈは、電力変換装置９の中で専有容積が大きく、電力変換装置９を構成する部品の中で、比較的に重い傾向にある。直流用リアクトル９ｇおよび交流用リアクトル９ｈは、電力変換装置９の出力が４ｋＷ〜６ｋＷ程度の場合、２〜３ｋｇ程度の重量を有している場合がある。電気機器の収納装置１０は、たとえば、直流用リアクトル９ｇや交流用リアクトル９ｈなどの重量物の重心がケース１の内部に収まるように、電力変換装置９を配置することが好ましい。

本実施形態の電気機器の収納装置１０では、固定具３は、ケース１の前後方向に沿ったケース１の所定の位置に固定可能に構成されている。固定具３は、電力変換装置９を引っ掛けて保持できることが好ましい。

電気機器の収納装置１０は、固定具３がケース１の前後方向に沿ったケース１の所定の位置に固定可能に構成されていることで、ケース１に対する電力変換装置９の相対的な位置を、電力変換装置９の重心がケース１の内部になる位置に設けることができる。

電気機器の収納装置１０は、取付板５をケース１の背板１ａ側に設けると、収納される電力変換装置９によっては、電力変換装置９の背面９ａｂとケース１との間に通風路１０ａのスペースを十分に確保できない場合もある。電気機器の収納装置１０は、固定具３がケース１の前後方向に沿ったケース１の所定位置に固定可能に構成させることで、電力変換装置９の厚みや構造にかかわらず、ケース１の背板１ａから離間して取付板５を取り付けることができる。すなわち、電気機器の収納装置１０は、電力変換装置９の内部にヒートシンク９ｄを備えた構成だけでなく、背面９ａｂから後方にフィン９ｄ１が突出する電力変換装置９にも利用することができる。電気機器の収納装置１０は、電力変換装置９の背面９ａｂから後方へ突出するフィン９ｄ１を備えている場合、背面９ａｂとケース１の内壁面１ｃｃとの間に通風路１０ａが形成される。電気機器の収納装置１０は、電力変換装置９の内部にヒートシンク９ｄを備える場合、主として、電力変換装置９の内部に通風路１０ａの一部が形成される。電力変換装置９の背面９ａｂ側とケース１の内壁面１ｃｃとの間に形成される通風路１０ａは、内部にヒートシンク９ｄを備える電力変換装置９内の背面９ａｂ側の通風路だけに限られない。電力変換装置９の背面９ａｂ側とケース１の内壁面１ｃｃとの間に形成される通風路１０ａとは、外部にヒートシンク９ｄを備える電力変換装置９の外側の通風路も含む意味である。

電気機器の収納装置１０は、固定具３がケース１の前後方向に沿ったケース１の所定位置に固定可能に構成されることで、壁面５０ａａから部分的に突出させた電力変換装置９を半埋込状態でケース１に取り付けることができる。電気機器の収納装置１０は、固定具３がケース１の前後方向に沿ったケース１の所定位置に固定可能に構成させることで、突出した電力変換装置９の側面に、直流スイッチ９ｅと、ＡＣコンセント９ｆとが露出できるように、固定具３の位置を調整できる。

以下では、電気機器の収納装置１０の設置工程について説明する。

電気機器の収納装置１０の設置工程では、電力変換装置９が分電盤１２と並んで配置できるように、壁材５０ａに予め埋込穴５０ａｂが設けられる。ケース１は、分電盤１２と並ぶように、電力変換装置９を壁面５０ａａに配置することができる。電力変換装置９は、電力変換した交流電力を分電盤１２に出力するため、電力変換装置９と分電盤１２とを並べて配置することにより、電力変換装置９と分電盤１２とを接続する配線の距離を短くすることができる。

壁材５０ａの埋込穴５０ａｂは、正面視において、ケース１の外形形状より若干大きな矩形状としている。埋込穴５０ａｂは、建造物の梁５０ｂの上にケース１が載せ置かれる位置に設けられている。ケース１には、太陽電池５１からの直流電力が入力される配線と、分電盤１２へ交流電力を出力させる配線とを、ケース１の内部に引き込む貫通口を、たとえば、平板１ｄの厚み方向に適宜に貫通されていればよい。設置工程では、配線をケース１の内部に挿入させた状態で、壁材５０ａに設けられた埋込穴５０ａｂに収納される。ケース１は、底板１ｅの貫通孔１ｅａを貫通する固定螺子６ｃにより梁５０ｂに固定される。

次に、設置工程では、電力変換装置９を固定具３に取り付ける。ケース１には、予め固定具３が取り付けられている。ケース１は、ボルト６ａにより、保持板４が台座部１ｆに固定されている。保持板４は、ケース１の前後方向に沿った適宜の位置にボルト６ａにより固定される。保持板４には、取付螺子６ｂにより取付板５が取り付けられる。電力変換装置９は、取付板５の引掛部５ｂを、電力変換装置９の背面９ａｂに設けた穴部に挿通させて、取付板５に引っ掛けられる。

設置工程では、取付板５の引掛部５ｂに電力変換装置９を引っ掛けた後、電力変換装置９の箱体９ｃの内部において、螺子を固定部５ｃの螺子孔５ｃ１に螺子止めさせる。設置工程では、平板１ｄの貫通口から内部に引き込ませた配線と、ケース１に収納される電力変換装置９とが電気的に接続される。

設置工程では、固定具３に固定した電力変換装置９の前面９ａａ側からケース１にカバー２を被せるように配置する。電力変換装置９は、カバー２の第１開口部２ａａから突出するようにカバー２が被せられる。ケース１とカバー２とは、螺子などで固定することができる。ケース１とカバー２とは、嵌め合わせて固定してもよい。電力変換装置９は、壁面５０ａａからの突出量が壁面５０ａａに設けた分電盤１２の厚みと略一致するように、予め固定具３を調整してケース１に配置させている。電気機器の収納装置１０は、壁面５０ａａから突出する電力変換装置９の突出量と、分電盤１２の壁面５０ａａからの厚みとが略一致するように固定具３の位置を調整することで、分電盤１２と電力変換装置９との見栄えがよく見えるように設置できる。

本実施形態の電気機器の収納装置１０は、電力変換装置９の背面９ａｂと対向する収納装置１０のケース１の内壁面１ｃｃに防音材１ｍを備えることで、電力変換装置９で生ずる動作音を低減させることが可能となる。

（実施形態２）
図７に示す本実施形態の電気機器の収納装置１０は、実施形態１の収納装置１０に電力変換装置９を強制的に冷却可能な送風機７を備えた点が相違する。

本実施形態の電気機器の収納装置１０は、図７に示すように、通風路１０ａに空気を送風する送風機７を備えている。送風機７は、図８に示すように、翼と、翼を駆動させる駆動部７ｂと、駆動部７ｂを制御する駆動制御部７ｃと、ケース１内の温度を検出する温度センサ７ａと、を有している。駆動制御部７ｃは、温度センサ７ａが検出したケース１内の温度が所定の値以上の場合、駆動部７ｂを動作させるように構成されている。

本実施形態の電気機器の収納装置１０は、通風路１０ａに空気を送風する送風機７を備えた構成とすることで、電力変換装置９を強制的に冷却することができる。

電力変換装置９は、壁材５０ａに埋め込まれたケース１に固定されることで、見栄えを良くすることができるものの、電力変換に伴って生ずる熱がケース１内にこもる場合がある。電力変換装置９は、ケース１の内部に熱がこもると、電力変換効率が低下する虞がある。

電気機器の収納装置１０は、通風路１０ａに空気を送風する送風機７を備えることで、電力変換装置９を強制的に冷却させて、電力変換効率の低下を抑制することができる。電力変換装置９は、直流電力から交流電力への電力変換効率が、たとえば、９５％以上にできる場合もあるが、送風機７の駆動電力の消費に伴い電力変換装置９の電力変換効率が１％以上も低下するおそれもある。本実施形態の電気機器の収納装置１０は、温度センサ７ａが検出したケース１内の温度が所定の値以上の場合に、駆動部７ｂを動作させることで、電力変換装置９から送風機７に給電させても、電力変換装置９の電力変換効率が低下することを抑制できる。

送風機７は、カバー２に取り付けることができる。送風機７は、カバー２に取り付ける構成だけに限られず、ケース１に取り付けてもよいし、電力変換装置９に取り付けてもよい。温度センサ７ａは、たとえば、サーミスタなどの感温素子を備えた構成とすることができる。駆動部７ｂは、翼を駆動させるモータを用いることができる。駆動制御部７ｃは、比較部を備えている。駆動制御部７ｃは、コンピュータなどによって適宜に構成することができる。送風機７は、駆動制御部７ｃを動作させる動作プログラムなどを記憶させた記憶部７ｄを有している。記憶部７ｄは、駆動部７ｂを駆動させるケース１内の所定の温度が記憶されていてもよい。駆動制御部７ｃは、温度センサ７ａで検知されたケース１内の温度が予め記憶部７ｄに記憶させている所定の温度よりも大きいか小さいかを比較部で検出する。駆動制御部７ｃは、ケース１内の温度が予め設定された所定の温度よりも大きい場合、駆動部７ｂを駆動させる。送風機７は、駆動部７ｂの駆動により翼を回転させて、フィン９ｄ１を冷却するようにケース１の通風路１０ａに強制的に送風する。送風機７は、電力変換装置９から給電するように電気的に接続させてもよいし、分電盤１２から電力が給電できるように構成されていてもよい。電気機器の収納装置１０では、たとえば、電力変換装置９の出力が、たとえば、５．５ｋＷ程度と大きい場合、送風機７により強制的に冷却させることが好ましい。

送風機７は、クロスフローファンを用いることができる。クロスフローファンは、翼として、羽根車７ｆを備えている。クロスフローファンは、羽根車７ｆ内を通り抜ける貫流により、羽根車７ｆの円周に沿って空気を送風することができる。電気機器の収納装置１０は、クロスフローファンを用いることで、電力変換装置９とケース１の内壁面１ｃｃとの隙間を小さくすることができる。電気機器の収納装置１０では、たとえば、直径が３ｃｍ程度の羽根車７ｆを備えたクロスフローファンを用いることができる。電気機器の収納装置１０は、送風機７から強制的に送風させることで、スイッチング素子９ａ１で生じた熱を、通風路１０ａを通してケース１の外部に排熱させて電力変換効率の低下を抑制させることが可能となる。

クロスフローファンは、羽根車７ｆと、ケーシング７ｅとを備えている。羽根車７ｆは、多数の前方湾曲翼７ｆ１を持った延伸型の外形形状をしている。前方湾曲翼７ｆ１は、ブレードが湾曲した所定の角度となっている。ケーシング７ｅは、羽根車７ｆを囲むように構成される。クロスフローファンは、羽根車７ｆの外周における一方の側となる第２通気スリット９ｃｄから空気を流入させ、羽根車７ｆ内を流して再び羽根車７ｆの反対側の第２開口部２ｂａから出す。クロスフローファンは、正面視において、電力変換装置９の第２通気スリット９ｃｄが設けられた領域より若干長い羽根車７ｆを備えた構成とすることで、通風効率を高めることが可能となる。クロスフローファンは、遠心ファンや軸流ファンと比較して、羽根車７ｆの外径を小さくできるものの、比較的に音が大きくなる傾向にある。

送風機７は、電力変換装置９とケース１との間にスペースを十分に確保できる場合、クロスフローファンだけに限られず、プロペラファン、ブロワを用いることもできる。プロペラファンは、プロペラの回転により、回転軸方向に送風することができる。ブロワは、円筒状に配したランナーの遠心力により、回転軸と垂直方向に沿った旋回流で送風することができる。

本実施形態の電気機器の収納装置１０では、送風機７の駆動に伴う駆動音を、ケース１とカバー２と電力変換装置９との間に閉じ込めやすくさせ、防音材１ｍを用いることで、より静音性を高めることも可能となる。

１ ケース
１ａａ 開口
１ｃｃ 内壁面
１ｍ 防音材
２ カバー
２ａａ 第１開口部
２ｂａ 第２開口部
２ｃａ 第３開口部
３ 固定具
７ 送風機
７ａ 温度センサ
７ｂ 駆動部
７ｃ 駆動制御部
９ 電力変換装置（電気機器）
９ａａ 前面
９ａｂ 背面
９ａ１ スイッチング素子
９ｂ 制御部
９ｃ 箱体
９ｄ ヒートシンク
１０ 収納装置
１０ａ 通風路
５０ａａ 壁面

Claims (3)

1. 建屋内の壁材に埋め込まれるケースと、該ケースに取り付けられるカバーと、箱状の電気機器における前面が前記壁材の壁面より前方に突出するように前記電気機器を前記ケースの内部に固定する固定具と、を備え、
   前記カバーは、正面視において、前記電気機器の前面を露出させる第１開口部を介して、鉛直方向の上方に配置される第２開口部と、鉛直方向の下方に配置される第３開口部とが、設けられており、
   前記ケースは、箱状の前記電気機器における鉛直方向の上方、下方および背面側と、前記ケースの内壁面との間に通風路を形成し、前記第２開口部と前記第３開口部とに前記通風路が連なるように構成されており、
   直流電力を交流電力に電力変換させるスイッチング素子の熱を放熱させるヒートシンクを背面側に有する前記電気機器の背面と対向する前記内壁面に、防音材を有していることを特徴とする電気機器の収納装置。
2. 前記通風路に空気を送風する送風機を備え、該送風機は、翼と、翼を駆動させる駆動部と、該駆動部を制御する駆動制御部と、前記ケース内の温度を検出する温度センサと、を有しており、前記駆動制御部は、前記温度センサが検出した前記ケース内の温度が所定の値以上の場合、前記駆動部を動作させることを特徴とする請求項１に記載の電気機器の収納装置。
3. 前記固定具は、前記ケースの前後方向に沿った前記ケースの所定の位置に固定可能に構成されており、前記電気機器を引っ掛けて保持できることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電気機器の収納装置。

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