JP2020202612A

JP2020202612A - 電力変換装置の冷却構造

Info

Publication number: JP2020202612A
Application number: JP2019106180A
Authority: JP
Inventors: 峻千古谷; Takayuki Furuya
Original assignee: Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Current assignee: Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Priority date: 2019-06-06
Filing date: 2019-06-06
Publication date: 2020-12-17
Anticipated expiration: 2039-06-06
Also published as: JP7072541B2

Abstract

【課題】簡易な構成によって排気方向を変更することができる電力変換装置の冷却構造を提供することである。【解決手段】実施形態の電力変換装置の冷却構造は、筐体と、ファンと、ダクトとを備える。ファンは、筐体に設けられている。ダクトは、ファンを覆うとともに筐体に対して変位する。【選択図】図１

Description

本発明は、電力変換装置の冷却構造に関する。

従来から、コンバータ回路及びインバータ回路を備える電力変換部を空冷するファン及びダクトを備える電力変換装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、従来から、回動角が制御されるドアが設けられた排気ダクトを備える電力変換装置の冷却装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。

ところで、上記したような電力変換装置及び冷却装置によれば、筐体の外部への排気方向はダクトによって固定されており、排気方向を変更するためには装置自体の設置を変更する必要が生じる。このような問題に対して、例えば排気方向を変更可能なルーバーを設ける場合には、排気の圧力損失が増大する可能性があった。

特開２０１８−１５３０３６号公報特開２０１５−２２３０６３号公報

本発明が解決しようとする課題は、簡易な構成によって排気方向を変更することができる電力変換装置の冷却構造を提供することである。

実施形態の電力変換装置の冷却構造は、筐体と、ファンと、ダクトとを備える。ファンは、筐体に設けられている。ダクトは、ファンを覆うとともに筐体に対して変位する。

実施形態の電力変換装置の冷却構造を示す斜視図。実施形態の電力変換装置の筐体をＺ軸方向の正方向側から見た図。実施形態の電力変換装置が設置された電気室をＺ軸方向の正方向側から見た図。実施形態の第１変形例での電力変換装置の冷却構造をＸ軸方向の正方向側から見た構成図。実施形態の第２変形例での電力変換装置の冷却構造をＹ軸方向の負方向側から見た構成図。

以下、実施形態の電力変換装置の冷却構造を、図面を参照して説明する。

図１は、実施形態の電力変換装置１の冷却構造１０を示す斜視図である。
以下において、３次元空間で互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の各軸方向は、各軸に平行な方向である。例えば、電力変換装置１の左右方向は、Ｘ軸方向と平行である。Ｘ軸方向の正方向は、電力変換装置１の右側から左側に向かう方向である。電力変換装置１の前後方向は、Ｙ軸方向と平行である。Ｙ軸方向の正方向は、電力変換装置１の前部から後部に向かう方向である。電力変換装置１の上下方向は、Ｚ軸方向と平行である。Ｚ軸方向の正方向は、電力変換装置１の下部から上部に向かう方向である。

図１に示すように、実施形態の電力変換装置１の冷却構造１０は、筐体１１と、ファン１２と、ダクト１３とを備える。
筐体１１は、電力変換装置１を構成するインバータ、変圧器、ブレーカ、開閉器、リアクトル、コンデンサ及び制御回路などを内部に収容する。筐体１１の上部１１ａには、排気口１１ｂ及び２つのダクトガイド孔１１ｃが形成されている。排気口１１ｂ及び２つのダクトガイド孔１１ｃの各々は、上部１１ａをＺ軸方向に貫通する貫通孔である。２つのダクトガイド孔１１ｃの各々の外形は、例えば排気口１１ｂの縁部における仮想的な円弧に沿って湾曲する長孔状である。２つのダクトガイド孔１１ｃは、排気口１１ｂを取り囲むように形成されている。

図２は、実施形態の電力変換装置１の筐体をＺ軸方向の正方向側から見た図である。
図1、図２に示すように、ファン１２は、筐体１１の上部１１ａに固定されている。ファン１２は、筐体１１の内部の空気を排気口１１ｂから外部に排気する。

ダクト１３は、筐体１１の上部１１ａに変位可能に装着されている。ダクト１３は、基端部１３ａと、先端部１３ｂと、基端部１３ａと先端部１３ｂとを連結してＸ−Ｙ平面に平行に延びる連結部１３ｃとを備える。
基端部１３ａは、排気口１１ｂ及びファン１２を覆う。基端部１３ａは、筐体１１の上部１１ａに形成された２つのダクトガイド孔１１ｃに挿入される２つのガイド部１３ｄを備える。
２つのガイド部１３ｄは、例えば基端部１３ａからＺ軸方向の負方向に突出している。２つのガイド部１３ｄの各々は、２つのダクトガイド孔１１ｃの各々によってガイドされる。２つのガイド部１３ｄの各々は、各ダクトガイド孔１１ｃの内部を仮想的な円弧に沿って移動する。筐体１１の上部１１ａの２つのダクトガイド孔１１ｃ及びダクト１３の２つのガイド部１３ｄは、筐体１１の上部１１ａにおいてダクト１３をＺ軸の軸周りに所定角度範囲で回転可能に支持する。

ダクト１３は、例えば、筐体１１が設置される電気室２０に設けられた排気口２１に先端部１３ｂを臨ませるように位置調整される。ダクト１３は、例えば、排気方向Ａが排気口２１に向かうように位置調整される。

図３は、実施形態の電力変換装置１が設置された電気室３０をＺ軸方向の正方向側から見た図である。
図３に示すように、例えば空調装置３１が設置された電気室３０において、各ダクト１３は、各ダクト１３の排気方向Ａが空調装置３１によって設定される空気の流れ方向Ｂに沿うように位置調整される。

上述したように、電力変換装置１の冷却構造１０は、筐体１１に対して変位するダクト１３を備える。このため、ダクト１３の排気方向Ａを所望の方向に容易に変更することができる。ダクト１３の排気方向Ａを電気室２０の排気口２１に向けることによって、電気室２０内の温度上昇を抑制することができるとともに排気の圧力損失が増大してしまうことを防止できる。
ダクト１３の排気方向Ａを電気室３０内の空調装置３１による空気の流れ方向Ｂに沿うように設定することによって、空気循環の阻害を抑制することができる。

（第１変形例）
以下、実施形態の変形例について説明する。上述した実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略又は簡略化する（以下の変形例についても同様）。
図４は、実施形態の第１変形例での電力変換装置１の冷却構造４０をＸ軸方向の正方向側から見た構成図である。
図４に示すように、第１変形例の電力変換装置１の冷却構造４０において、ダクト１３は、適宜の冷却対象物４１を内部に収容する収容部１３ｅを備えてもよい。例えば、収容部１３ｅは、ダクト１３の連結部１３ｃに設けられる。収容部１３ｅに収容される冷却対象物４１は、例えば抵抗などの相対的に高温となる電子部品又は電子機器である。収容部１３ｅに収容された冷却対象物４１は、ファン１２の作動時にダクト１３内を流れる空気によって冷却される。

第１変形例の電力変換装置１の冷却構造４０によれば、ダクト１３に収容部１３ｅを備えることによって、相対的に発熱量が大きい電子部品又は電子機器によって筐体１１内の温度が上昇することを抑制することができる。筐体１１内の温度上昇を抑制することによって、ファン１２の出力が増大すること、及び、寿命が短くなることを抑制することができる。

（第２変形例）
図５は、実施形態の第２変形例での電力変換装置１の冷却構造５０をＹ軸方向の負方向側から見た構成図である。
図５に示すように、第２変形例の電力変換装置１の冷却構造５０において、ダクト１３は、基端部１３ａによって覆われるファン１２を外部に露出及び外部から遮蔽する開閉部１３ｆを備えてもよい。開閉部１３ｆは、例えばダクト１３に着脱可能なパネルなどである。例えば、開閉部１３ｆは、ダクト１３の基端部１３ａに形成された開口部１３ｇを塞ぐように基端部１３ａに装着される。例えば、開閉部１３ｆは、ダクト１３の基端部１３ａに形成された開口部１３ｇの閉塞を解除するように基端部１３ａから取り外される。

開口部１３ｇは、例えばダクト１３の連結部１３ｃが延びる方向において先端部１３ｂに対する反対側における基端部１３ａの端部などに形成されている。開閉部１３ｆは、基端部１３ａに装着されることによってダクト１３の内部のファン１２を外部から遮蔽する。開閉部１３ｆは、基端部１３ａから取り外されることによってダクト１３の内部のファン１２を外部に露出させる。
開閉部１３ｆは、例えばパネルなどのダクト１３に着脱可能な部材であるとしたが、これに限定されない。例えばスライド移動又は軸周りの回転などによって開口部１３ｇを開閉する扉型の板状部材などであってもよい。

第２変形例の電力変換装置１の冷却構造５０は、ダクト１３の内部のファン１２を外部に露出させる開閉部１３ｆを備える。このため、各種部品の交換などのメンテナンス作業の作業効率を向上させることができる。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、電力変換装置１の冷却構造１０は、筐体１１に対して変位するダクト１３を備える。このため、ダクト１３の排気方向Ａを所望の方向に容易に変更することができる。ダクト１３の排気方向Ａを電気室２０の排気口２１に向けることによって、電気室２０内の温度上昇を抑制することができる。
ダクト１３の排気方向Ａを電気室３０内の空調装置３１による空気の流れ方向Ｂに沿うように設定することによって、空気循環の阻害を抑制することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１…電力変換装置、１０，４０，５０…冷却構造、１１…筐体、１１ａ…上部、１１ｃ…ダクトガイド孔、１２…ファン、１３…ダクト、１３ａ…基端部、１３ｂ…先端部、１３ｃ…連結部、１３ｄ…ガイド部、１３ｅ…収容部、１３ｆ…開閉部、２０，３０…電気室、４１…冷却対象物

Claims

筐体と、
前記筐体に設けられたファンと、
前記ファンを覆うとともに前記筐体に対して変位するダクトと
を備える
電力変換装置の冷却構造。
前記ダクトは、前記ファンを覆う基端部と先端部との間に冷却対象物が収容される収容部を備える
請求項１に記載の電力変換装置の冷却構造。
前記ダクトの内部の前記ファンを外部に露出及び外部から遮蔽する開閉部を備える
請求項１又は請求項２に記載の電力変換装置の冷却構造。