JP2018037471A - 風冷式リアクトル／トランス盤 - Google Patents

Abstract

【課題】構成が簡素な風冷式リアクトル盤を提供する。【解決手段】リアクトル盤は、リアクトル装置１を盤筐体の内部に収容して構成される。リアクトル装置１は、リアクトル４およびリアクトル端子部５が一対の脚部７によって固定板６の上に支持されている。固定板６は、偏平な箱状をなし、頂面壁１１に電動ファン１６が取り付けられている。固定板６の左右の側壁１４，１５には、複数個の吸気口１７が形成されている。盤筐体の左右の側壁の下部には、吸気口１７に対応した盤吸気口が配置されている。電動ファン１６が作動すると、盤吸気口から外部の空気が盤筐体内に取り込まれ、固定板６の吸気口１７から固定板６内に流入し、電動ファン１６によって上方へ送風される。偏平な固定板６がダクトを兼ねたものとなり、構成が簡素となる。【選択図】図４

Description

この発明は、変電機器としてリアクトルもしくはトランスを盤筐体内に収容したリアクトル／トランス盤とりわけ送風によりリアクトルもしくはトランスの冷却を行う風冷式リアクトル／トランス盤に関する。

リアクトルもしくはトランスを盤筐体内に収容したリアクトル／トランス盤において、ファンによる送風によって内部のリアクトルもしくはトランスの冷却を行う風冷式の構成のものが知られている。

特許文献１には、盤筐体内に収容される変圧器の前面および底面に、前面ファンおよび底面ファンをそれぞれ配置するとともに、盤筐体の上部に排気ファンを設けた風冷式変圧器が開示されている。底面ファンは、メンテナンス時に、前面ファンを取り外した後に前方から脱着できる構成となっている。底面ファンの後方には、背面ダクトが設けられており、この背面ダクトを通して底面ファンの冷却風が背面側へ案内される。

特許文献２には、インバータトランスを内部に収容した電気機器収納盤が開示されている。これは、振動・騒音を正面側に漏らすことなくインバータトランスへの冷却風の通流を図ったものであり、一つの実施例では、インバータトランスの床下部に消音ダクトを形成し、この消音ダクト内に冷却ファンを配置した構成となっている。

特開２０１２−２２２０５８号公報 特開平９−８４２２５号公報

特許文献１においては、変圧器全体を冷却するために複数のファンを配置しているが、変圧器の背面側へ冷却風を案内するために背面ダクトが必要であり、部品点数が多い、という問題がある。

また特許文献２においては、インバータトランスの床下部に消音ダクトを形成しているため、インバータトランスを収容している筐体が大型化するとともに、筐体の構成が複雑になる、という問題がある。

この発明は、リアクトルもしくはトランスを盤筐体内に収容した風冷式リアクトル／トランス盤であって、
箱状に形成され、かつ上記盤筐体内部の床面上に置かれる固定板と、
この固定板の頂面壁の上に取り付けられ、上記リアクトルもしくはトランスを支持する脚部と、
上記リアクトルもしくはトランスの下方となる位置において上記頂面壁に開口形成されたファン用開口部と、
このファン用開口部を覆うように上記頂面壁に取り付けられたファンと、
上記固定板の側壁に、該固定板の内部空間に連通するように開口形成された複数個の吸気口と、
を備えたことを特徴としている。

リアクトルもしくはトランスは、脚部を介して固定板の上に支持されており、固定板とともに盤筐体内に収容される。固定板は、箱状をなしており、ファンが回転すると、側壁の吸気口から固定板の内部空間に空気が取り込まれ、かつ該内部空間を通してファンへと流れ、ファンから上方へと冷却風が送風される。ファンの上方に位置するリアクトルもしくはトランスは、この下方から上方へと流れる冷却風によって冷却される。

つまり、リアクトルもしくはトランスを支持する一種の基台となる偏平な箱状の固定板が、ファンの吸入側に空気を取り込むためのダクトとして機能する。

固定板は、底面が開放された箱状に構成することもでき、このように開放された底面は、上記盤筐体内に固定板が収容された状態では、盤筐体の床面によって閉塞される。

本発明の好ましい一つの態様では、上記吸気口は、上記盤筐体の側面へ向かう左右の側壁に、それぞれ複数個配置されている。

この場合、さらに、上記盤筐体の左右の側壁の下部に盤吸気口を備えていることが望ましい。

従って、盤筐体の左右の側壁の盤吸気口を通して外気が取り込まれ、かつ固定板の内部へと円滑に流れる。

上記ファンは、好ましくは、回転中心軸線が上記頂面壁と直交した軸流ファンからなる。従って、盤筐体の上下方向に沿ったファンの寸法（つまりファンの軸方向に沿った寸法）が小さくなり、固定板の上に重ねた偏平なファンとして構成することが可能である。

また、本発明の好ましい一つの態様では、
上記ファンは、ファン支持板に固定されており、
このファン支持板は、一端部が上記頂面壁のスリットに係止されるとともに、他端部が上記頂面壁にボルトを介して固定されて、上記頂面壁に着脱可能に取り付けられている。

特に、上記一端部が上記盤筐体の背面側となり、上記他端部が上記盤筐体の正面側となるように配置されていることが望ましい。このように構成すれば、開閉可能な扉を具備した盤筐体の正面側からファンの交換ないしメンテナンスが可能である。

この発明によれば、リアクトルもしくはトランスを支持する箱状の固定板が、ファンの吸入側に空気を取り込むためのダクトを兼ねたものとなるので、部品点数が少なくなるとともに、構成の簡素化が図れる。しかも、盤筐体が単純な構成となり、かつ、その高さ方向の寸法を小さくすることができる。

風冷式リアクトル盤の構成を空気の流れとともに模式的に示した説明図。 盤筐体の内部に収容されるリアクトル装置の斜視図。 ファンを具備した固定板を単体で示す斜視図。 リアクトル装置における空気の流れを示す説明図。 ファン取付構造を変更した第２実施例のリアクトル装置を示す斜視図。 第２実施例の固定板の断面図。 第２実施例におけるファンの脱着作業の説明図。

以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、この発明の一実施例として、リアクトル装置１を盤筐体２の内部に収容した風冷式リアクトル盤を模式的に示した説明図であり、図２は、リアクトル装置１を盤筐体２から取り出して示した斜視図である。

リアクトル装置１は、図２に示すように、外形状が直方体形状をなすリアクトル４と、リアクトル４の上面に積層された形に設けられたリアクトル端子部５と、鋼板によって偏平な箱状に形成された固定板６と、この固定板６上に上記リアクトル４を支持する一対の脚部７と、を備えている。

上記リアクトル４は、図示せぬコアにコイルが巻回された構成であり、コアとコイルとの間には、図１に破線で示すように、上下方向に沿って冷却風が通流可能な隙間８が存在する。なお、三相リアクトルの場合は、各相のコイルの間にも上下方向に沿った隙間が存在する。

一対の脚部７は、それぞれ鋼板を折り曲げて形成されており、垂直片７ａの上端から外側へ折り曲げられた上部折曲片７ｂがリアクトル４の下面に固定され、垂直片７ａの下端から外側へ折り曲げられた下部折曲片７ｃが固定板６の上面に固定されている。垂直片７ａの下部には、空気の通流が可能なように矩形の開口部７ｄが切欠形成されており、この開口部７ｄの形成によって、垂直片７ａの下部ならびに下部折曲片７ｃは、２つに分岐した形に構成されている。

一対の脚部７の各々は、リアクトル装置１の前面側および背面側にそれぞれ設けられている。つまり、矩形状をなすリアクトル４の前端部および後端部に、脚部７の上部折曲片７ｂがそれぞれ取り付けられている。なお、ここでは、リアクトル装置１を盤筐体２の内部に収容したときに、図示しない開閉可能な扉を具備した盤筐体２の前面（正面）に向かう側をリアクトル装置１の前面側と呼び、反対側となる盤筐体２の背面に向かう側をリアクトル装置１の背面側と呼ぶ。従って、盤筐体２内において、一方の脚部７は、盤筐体２の開閉可能な扉を具備した前面に向かって位置し、他方の脚部７は、盤筐体２の背面に向かって位置している。

固定板６は、図３にも示すように、水平面に沿って位置する矩形をなす頂面壁１１と、この頂面壁１１の前後左右の４つの辺からそれぞれ下方へ延びた４つの側壁１２〜１５と、を備え、底面が開放された箱状に構成されている。４つの側壁は、詳しくは、リアクトル装置１の前面側となる前部側壁１２と、背面側となる後部側壁１３と、盤筐体２を前面（正面）側から見たときに左側となる左側壁１４と、同じく右側となる右側壁１５と、からなる。上述した脚部７の下部折曲片７ｃは、上記頂面壁１１の上に、ボルト締結や溶接等によって取り付けられている。

箱状をなす固定板６の内部は、基本的には中空状に構成されているが、空気の通流を妨げない範囲内であれば、何らかの補強部材を付加的に備えていてもよい。

この固定板６は、盤筐体２の内部の床面２１ａ（図１参照）上に、側壁１２〜１５の下縁が床面２１ａに接した状態でもって置かれるため、盤筐体２内にリアクトル装置１が収容された状態では、固定板６の底面が床面２１ａによって閉塞された状態となる。なお、側壁１２〜１５の下縁と床面２１ａとの間に製造誤差等による僅かな隙間が存在していても支障はない。

上記固定板６の頂面壁１１の中央部には、矩形状にファン用開口部１０（図１参照）が開口形成されており、このファン用開口部１０を覆うように、一対の電動ファン１６が頂面壁１１に取り付けられている。この電動ファン１６およびファン用開口部１０は、上方から投影したときにリアクトル４の矩形の外形線よりも内側となる領域に設けられており、本実施例では、頂面壁１１の中央部に配置されている。また、２つの電動ファン１６は、リアクトル装置１の左右方向に並べて配置されている。

電動ファン１６は、インペラ１６ａが矩形のフレーム１６ｂの中に図示せぬモータとともに支持された構成であり、回転中心軸線に沿って送風する軸流ファンとなっている。そして、フレーム１６ｂが頂面壁１１の上面に重なった状態でもって、電動ファン１６は頂面壁１１に取り付けられており、回転中心軸線が頂面壁１１の面に対し直交している。つまり、垂直方向上方へ向かって送風するように電動ファン１６が配置されている。

上記電動ファン１６が取り付けられている固定板６の左右の側壁１４，１５には、円形をなす複数個の吸気口１７が、固定板６の内部空間に連通するように開口形成されている。複数個の吸気口１７は、各々の側壁１４，１５において、一列に並んで等間隔に配置されている。従って、電動ファン１６が作動すると、図４に空気の流れを矢印で示すように、左右の吸気口１７から固定板６の内部空間に取り込まれた空気が該固定板６の内部空間を通して流れ、電動ファン１６から垂直方向上方へと送られる。つまり、固定板６の内部空間が一種のダクトとして機能する。

ここで、吸気口１７は、固定板６の左右の側壁１４，１５にのみに設けられており、前部側壁１２および後部側壁１３には吸気口１７が形成されていない。従って、左右の吸気口１７から固定板６の内部空間に流入した空気が逆に外部へ漏洩することなく電動ファン１６から確実に吐出される。なお、リアクトル４は重量物であり、固定板６はリアクトル４の重量に耐え得る機械的強度が必要であるので、吸気口１７の大きさや個数は、固定板６の機械的強度を確保し得る範囲内で適宜に設定される。吸気口１７の形状は、実施例のような円形に限られず、他の形状であってもよい。

上記のように構成されたリアクトル装置１は、図１に示したように、前面に図示しない扉を具備した盤筐体２の内部に収容され、これによって、リアクトル盤として構成される。この状態では、前述したように、固定板６の開口した底面が盤筐体２の床面２１ａによって閉塞されており、固定板６の内部空間がダクト状に囲まれたものとなっている。盤筐体２は、床面２１ａを構成する底壁２１と、左右の側壁２２，２３と、天井壁２４と、背面壁２５と、前面の例えば両開き状に構成された開閉可能な扉（図示せず）と、からなる６面体形状をなしている。盤筐体２の左右の側壁２２，２３の下部には、外部の空気を盤筐体２の内部に取り込むための盤吸気口２８がそれぞれ設けられている。盤吸気口２８は、図示例では、固定板６の吸気口１７の高さ位置に対応して、盤筐体２の最下部に配置されている。盤吸気口２８は、異物の侵入を防止するために、グリッド（格子）２８ａを備えている。なお、盤吸気口２８は、各々の側壁２２，２３に少なくとも１個ずつ必要であるが、前後に並んで複数個の盤吸気口２８を配置してもよい。

また、盤筐体２の左右の側壁２２，２３の上部（リアクトル装置１の上端位置よりも上方であることが望ましい）には、リアクトル４の冷却に伴って高温となった空気を盤筐体２の内部から外部へ排出するための盤排気口２９がそれぞれ設けられている。この盤排気口２９は、やはり異物の侵入を防止するために、グリッド（格子）２９ａを備えている。盤排気口２９は、側壁２２，２３の各々に複数個設けることも可能である。

図１には、上記実施例のリアクトル盤における冷却風の流れを矢印でもって示してある。図示するように、電動ファン１６が作動すると、外部の空気が盤吸気口２８を通して盤筐体２の内部に流入し、かつ吸気口１７を通して固定板６の内部空間に流入する。そして、固定板６の上面の電動ファン１６によって垂直方向上方へ向けて送風され、リアクトル４が冷却される。電動ファン１６によって送られた空気は、リアクトル４のコアとコイルとの間の隙間８を通して、徐々に温度上昇しながら上方へと流れる。高温となった空気は、最終的に盤排気口２９を通して外部へ排出される。

このように、上記実施例では、固定板６が、盤吸気口２８から電動ファン１６に至るまで外部の新鮮な空気を導く一種のダクトとして機能し、リアクトル４の効果的な冷却が可能となる。また、専用のダクトを用いないため、部品点数が少なくなり、盤筐体２の構成が簡素なものとなる。特に、偏平な固定板６がダクトとして機能するため、下方から上方へ向けた効果的な送風を実現しつつ、盤筐体２の高さ方向の寸法を小さくすることができる。

次に、図５〜図７に基づいて、本発明の第２実施例を説明する。この実施例は、固定板６に対する電動ファン１６の取付構造を変更したものである。この実施例においては、固定板６の頂面壁１１の一部を構成するファン支持板３１が別部材として構成されており、このファン支持板３１に、一対の電動ファン１６が取り付けられている。ファン支持板３１は、固定板６の前後方向に沿って細長い矩形の板状をなしており、図示しないファン用開口部が開口形成されている。電動ファン１６は、前述した実施例と同様に、このファン用開口部を覆うように、ファン支持板３１の上面に重なった状態に取り付けられている。

また、ファン支持板３１は、図６に詳細を示すように、電動ファン１６が取り付けられる中央部分３１ａが、前方へ延びる前側フランジ３２および後方へ延びる後側係止片３３に対して僅かに高くなるように構成されている。後側係止片３３は、傾斜したステップ状部分３４を介して中央部分３１ａに連続しており、前側フランジ３２よりも極僅かだけ下方に位置している。また、中央部分３１ａの両側には、前側フランジ３２との間の段差に相当する高さの側壁３５が設けられている。なお、ファン支持板３１の左右方向の幅は、脚部７（少なくとも前面側の脚部７）の開口部７ｄを通過し得る寸法に設定されている。

上記のファン支持板３１に対し、固定板６の頂面壁１１には、電動ファン１６の外形状と等しいかこれよりも大きな矩形の開口部４１が開口形成されているとともに、該開口部４１の後方側の開口縁に沿って、細長いスリット４２が開口形成されている。このスリット４２は、ファン支持板３１の後側係止片３３に対応して形成されている。

図６に示すように、ファン支持板３１の後側係止片３３は、スリット４２を通して頂面壁１１の下面側に挿入されることで、該スリット４２に係止されている。そして、前側フランジ３２は、該前側フランジ３２の小孔４５（図７参照）を貫通した一対のボルト４４を頂面壁１１のネジ孔４６に螺合させることによって、頂面壁１１に対し固定されている。つまり、細長いファン支持板３１の一端部がスリット４２に係止され、かつ他端部がボルト４４を介して頂面壁１１に固定されており、これによって、電動ファン１６の前後の両側において頂面壁１１に堅固に固定支持されている。

図７は、上記ファン支持板３１を固定板６の頂面壁１１に取り付ける際の作業工程を示した説明図であり、取付時には、図（ａ）のように、電動ファン１６を搭載したファン支持板３１をリアクトル装置１の前面側から固定板６の頂面壁１１に沿ってスライドさせていく。なお、図８は、固定板６以外の構成を図示省略しているが、リアクトル４等が固定板６に取り付けられている状態において、前面側の脚部７の開口部７ｄを通してファン支持板３１が挿入される。ファン支持板３１の後方への挿入に伴って、後側係止片３３は自然にスリット４２に係合し、図（ｂ）に示す状態となる。従って、前側フランジ３２を一対のボルト４４で頂面壁１１に対し固定すれば、電動ファン１６を備えたファン支持板３１の取付が完了する。

ファン支持板３１の取り外しは、逆の手順で行うことが可能であり、前側フランジ３２を固定したボルト４４を外した後に、脚部７の開口部７ｄを通して前面側に引き抜けば、電動ファン１６を備えたファン支持板３１がリアクトル装置１から取り出される。

このように、第２実施例によれば、電動ファン１６を支持するファン支持板３１を、リアクトル装置１の前面側から脱着することが可能であり、例えば、電動ファン１６の故障時や点検時等に、リアクトル４等を固定板６から降ろすことなく電動ファン１６を前方へ容易に引き出すことが可能である。従って、リアクトル装置１が盤筐体２の内部に収容された状態のまま、電動ファン１６の交換ないし点検が可能となる。

以上、リアクトル４を盤筐体２内部に収容したリアクトル盤に本発明を適用した実施例について説明したが、本発明は、変電設備としてトランスを盤筐体内部に収容したトランス盤についても同様に適用することが可能である。

１…リアクトル装置
２…盤筐体
４…リアクトル
５…リアクトル端子部
６…固定板
７…脚部
１６…電動ファン
１７…吸気口
２８…盤吸気口
３１…ファン支持板
３２…前側フランジ
３３…後側係止片
４１…開口部
４２…スリット

Claims (7)

1. リアクトルもしくはトランスを盤筐体内に収容した風冷式リアクトル／トランス盤であって、
   箱状に形成され、かつ上記盤筐体内部の床面上に置かれる固定板と、
   この固定板の頂面壁の上に取り付けられ、上記リアクトルもしくはトランスを支持する脚部と、
   上記リアクトルもしくはトランスの下方となる位置において上記頂面壁に開口形成されたファン用開口部と、
   このファン用開口部を覆うように上記頂面壁に取り付けられたファンと、
   上記固定板の側壁に、該固定板の内部空間に連通するように開口形成された複数個の吸気口と、
   を備えたことを特徴とする風冷式リアクトル／トランス盤。
2. 上記吸気口は、上記盤筐体の側面へ向かう左右の側壁に、それぞれ複数個配置されている、ことを特徴とする請求項１に記載の風冷式リアクトル／トランス盤。
3. 上記盤筐体の左右の側壁の下部に盤吸気口を備えている、ことを特徴とする請求項２に記載の風冷式リアクトル／トランス盤。
4. 上記ファンは、ファン支持板に固定されており、
   このファン支持板は、一端部が上記頂面壁のスリットに係止されるとともに、他端部が上記頂面壁にボルトを介して固定されて、上記頂面壁に着脱可能に取り付けられている、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の風冷式リアクトル／トランス盤。
5. 上記ファン支持板は、上記一端部が上記盤筐体の背面側となり、上記他端部が上記盤筐体の正面側となるように配置されている、ことを特徴とする請求項４に記載の風冷式リアクトル／トランス盤。
6. 上記固定板は、底面が開放された箱状に構成されており、
   上記盤筐体内に収容された状態では、この底面が、上記盤筐体の上記床面によって閉塞されている、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の風冷式リアクトル／トランス盤。
7. 上記ファンは、回転中心軸線が上記頂面壁と直交した軸流ファンからなる、ことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の風冷式リアクトル／トランス盤。

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