JP2021107750A - 換気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】筐体内の減圧を回避しつつフィルタの目詰まりを解消し、さらにフィルタでは除去しきれない微小な塵埃を除去できる換気装置を提供する。【解決手段】換気装置１は、一端部が筐体１０１Ａの外部で開口し、他端部が筐体１０１Ａの内部で開口し、内部を通じて筐体１０１Ａの外部と内部とを連通するダクト２と、ダクト２内に設置されるフィルタ１０と、フィルタ１０よりも他端部側に設置され正回転及び逆回転可能なファン１１と、ファン１１よりも他端部側に設置され、ファン１１から供給された外気をダクト２の内周面に沿って周回させつつ他端部側に供給する渦流発生装置２０と、渦流発生装置２０よりも他端部側に配置され、開閉可能なシャッタ４０と、を備え、ダクト２には、渦流発生装置２０の外周側又は渦流発生装置２０とシャッタ４０との間で、開口してダクト２の内部と外部とを連通する塵埃放出口３５が備えられている。【選択図】図３

Description

本発明は、換気装置に関する。

スイッチギヤは、主回路用機器（遮断器・断路器・主母線など）および保護制御装置を直方体の金属ボックス内に収容する単数又は複数の金属製の筐体と、を備える。筐体は、電気機器に塵埃が付着して絶縁性が低下する、ということを回避するためのものである。また、スイッチギヤは、換気装置を備える。これにより、外気を筐体の内部に供給し、電気機器を冷却している。

特許文献１の換気装置は、筐体の内部と外部とを連通するダクトと、外気を筐体の内部に供給するファンと、ダクトの内部に設置されたフィルタと、を備える。フィルタは、筐体の内部に塵埃が侵入することを防止している。一方で、フィルタが目詰まりを起こすと、筐体の内部に供給する外気の量が低減する。よって、特許文献１の換気装置は、ファンを逆回転させてフィルタに空気を供給し、フィルタに詰まった塵埃を除去している。

特開昭５８−００６２２８号公報

ファンが逆回転すると、筐体の内部が減圧する。よって、筐体の扉などの隙間から塵埃が侵入し、電気機器の絶縁性が低下する可能性がある。また、筐体の内部に供給される外気には、フィルタでは除去しきれない微小な塵埃が含まれる。よって、この微小な塵埃を除去したい、という要望がある。

本発明は、前記の課題に鑑みてなされたもので、筐体の内部の減圧を回避しつつフィルタの目詰まりを解消し、さらにフィルタでは除去しきれない微小な塵埃を除去できる換気装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本開示の一態様に係る換気装置は、一端部が筐体の外部で開口し、他端部が前記筐体の内部で開口し、内部を通じて前記筐体の外部と内部とを連通するダクトと、前記ダクトの内部に設置されるフィルタと、前記ダクトの内部であって前記フィルタよりも前記他端部側に設置され、正回転及び逆回転可能なファンと、前記ダクトの内部であって前記ファンよりも前記他端部側に設置され、前記ファンから供給された外気を前記ダクトの内周面に沿って周回させつつ前記他端部側に供給する渦流発生装置と、前記ダクトの内部であって前記渦流発生装置よりも前記他端部側に配置され、開閉可能なシャッタと、を備え、前記ダクトには、前記渦流発生装置の外周側で又は前記渦流発生装置と前記シャッタとの間で、開口して前記ダクトの内部と外部とを連通する塵埃放出口が形成されている。

シャッタが閉じた場合、ファンが逆回転しても筐体の内部が減圧しない。また、ファンの逆回転により、塵埃放出口からダクト内に外気が入り込み、その外気がフィルタに供給される。よって、フィルタの目詰まりが解消する。一方で、シャッタが開き、かつファンが正回転した場合、フィルタを通過した外気は、渦流発生装置によりダクトの内周面に沿って周回しつつ筐体の内部に供給される。また、ダクトの内周面に沿って周回する外気の一部は、塵埃放出口を介してダクト外に排出される。ここで、ダクトの内周面に沿って周回する外気には、遠心力が作用しており、空気よりも質量が大きい塵埃は外周側に移動する。この結果、塵埃放出口から排出される外気には、多くの微小な塵埃が含まれる。以上から、フィルタで除去しきれない微小な塵埃は、塵埃放出口から排出され、筐体の内部に流入する微小な塵埃が低減する。

一態様に係る換気装置の望ましい態様として、前記ダクトの内部には、前記渦流発生装置の外周側で又は前記渦流発生装置と前記シャッタとの間で、径方向外側に延出する環状空間が設けられ、前記塵埃放出口は、前記環状空間の外周側に位置し、前記環状空間内には、前記環状空間を内周側と外周側とに仕切るとともに、内周側と外周側とを連通する複数の孔が設けられた円筒部品が配置されている。これにより、塵埃放出口からダクトの内部に入り込んだ外気は、円筒部品の孔を通過しないと、ダクトのさらに内周側に移動できない。よって、塵埃放出口を介して入り込んだ塵埃が筐体の方に移動する可能性が低い。

一態様に係る換気装置の望ましい態様として、前記円筒部品の内周側に設置され、前記円筒部品の内周面に沿って周方向に流れる空気を前記円筒部品の孔を通じて前記円筒部品の外周側に案内する集塵プレートを備える。これによれば、円筒部品の内周面を周回する粉塵の多くが、円筒部品の孔に流入して塵埃放出口から排出される。よって、筐体に供給される外気には、微小な塵埃が含まれ難くなり、電気機器の絶縁性の低下を抑制できる。

一態様に係る換気装置の望ましい態様として、前記ファンと前記シャッタとの動作を制御する制御部を備え、前記制御部は、前記シャッタを閉じ、前記ファンを逆回転させる。これにより、フィルタの目詰まりが解消されるとともに、筐体内の減圧が回避される。

一態様に係る換気装置の望ましい態様として、前記筐体の内部の温度を検出し、検出結果を前記制御部に送信するセンサを備え、前記制御部は、前記センサからの信号を受けて前記筐体の内部が所定温度を超えたと判断した場合、前記シャッタを開き、前記ファンを正回転させる。これにより、筐体の内部に外気が供給され、電気機器が冷却される。

一態様に係る換気装置の望ましい態様として、前記制御部は、前記センサからの信号を受けて前記筐体の内部が所定温度未満と判断した場合、前記シャッタを閉じ、前記ファンの回転を停止させる。これにより、筐体の内部の冷却が必要な場合に限り、外気が筐体の内部に供給される。よって、外気を継続して供給した場合よりも筐体の内部に流入する塵埃が低減し、電気機器の絶縁性の低下を抑制できる。

本開示の換気装置は、筐体の内部の減圧を回避しつつフィルタの目詰まりを解消できる。また、本開示の換気装置は、フィルタで除去しきれない微小な塵埃を除去することができる。

図１は、実施形態１のスイッチギヤを斜視した斜視図である。 図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線で切った断面図である。 図３は、図２の換気装置を拡大した拡大図である。 図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線の矢視断面図である。 図５は、ダクト及び環状部材の一部を抽出して斜視した斜視図である。 図６は、筐体内の温度が所定温度未満の場合における換気装置の動作例を示す断面図である。 図７は、筐体内の温度が所定温度を超えた場合における換気装置の動作例を示す断面図である。 図８は、図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線の矢視断面図である。 図９は、フィルタを掃除する場合の換気装置の動作例を示す断面図である。 図１０は、実施形態２の換気装置の拡大図である。 図１１は、変形例１のスイッチギヤの断面図である。

以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の発明を実施するための形態（以下、実施形態という）により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。

（実施形態１）
図１は、実施形態１のスイッチギヤを正面から視た斜視図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線で切った断面図である。図３は、図２の換気装置の拡大図である。図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線の矢視断面図である。図５は、ダクト及び環状部材の一部を抽出して斜視した斜視図である。

図１に示すように、スイッチギヤ１００は、図示しない電気機器と、２つの筐体１０１Ａ、１０１Ｂと、各筐体１０１Ａ、１０１Ｂに設けられた換気装置１（図２参照）と、を備える。電気機器は、母線・遮断器・ＰＴ・ＣＴおよび保護継電器等の電気を送るために必要な設備を全て配置された構造の配電盤などが含まれる。

２つの筐体１０１Ａ、１０１Ｂは同じ形状をしているため、筐体１０１Ａの方を例に挙げて説明し、筐体１０１Ｂの説明を省略する。筐体１０１Ａは、直方体状の箱型に形成されている。よって、図２に示すように、筐体１０１Ａは、底壁１０２ａと、底壁１０２ａの上方に配置される４つの周壁１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、１０２ｅ（図１参照）と、周壁１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、１０２ｅの上方に配置された天壁１０２ｆと、を備える。

説明の都合上、対向する周壁１０２ｂと周壁１０２ｄとが配置される方向を前後方向と称する。また、筐体１０１Ａの内部から視て、周壁１０２ｂが配置される方向を前方と称し、周壁１０２ｄが配置される方向を後方と称する。周壁１０２ｂの中央部には、中央孔１０３ａが形成されている。周壁１０２ｂには、中央孔１０３ａを閉塞する扉１０３ｂが設けられている。そして、扉１０３ｂを前方（図２の矢印Ｆを参照）に引くことで、中央孔１０３ａが開放される。同様に、周壁１０２ｄの中央部には、中央孔１０３ｃが形成されている。周壁１０２ｄには、中央孔１０３ｃを閉塞する扉１０３ｄが設けられている。そして、扉１０３ｄを後方（図２の矢印Ｒを参照）に引くことで、中央孔１０３ｃが開放される。さらに、扉１０３ｄの下部には、換気装置１が取り付けられている。なお、扉１０３ｄの下部であって換気装置１が取り付けられる部位には、開口部１０４が形成されている。

天壁１０２ｆの前部は、周壁１０２ｂよりも前方に突出している。天壁１０２ｆの前部は、周壁１０２ｂと連続していない。よって、天壁１０２ｆの前部には、下方に向かって開口する排出口１０５が形成されている。これにより、筐体１０１Ａの内部の気圧が上がると、筐体１０１の内部の空気は、排出口１０５を通過して筐体１０１Ａの外部に排出する。

換気装置１は、周壁１０２ｄに固定されたダクト２と、フィルタ１０と、ファン１１と、渦流発生装置２０と、環状部材３０と、シャッタ４０と、センサ５０と、制御部６０と、を備える。また、ダクト２には、塵埃放出口３５が形成されている。

図３に示すように、ダクト２は、前後方向に延在する筒状の部品である。言い換えると、ダクト２は、後端部で開口する第１開口部７と、前端部で開口する第２開口部８と、が内部空間と介して連通する部品である。ダクト２の第２開口部８は、周壁１０２ｄの開口部１０４と連続している。これにより、筐体１０１Ａの内部は、ダクト２を通じて筐体１０１Ａの外部と連通する。

ダクト２は、外形が異なる部品を前後方向につなぎ合わせて形成されている。言い換えると、ダクト２は、後方から前方に向かって順に、円筒状の第１円筒部２ａと、環状の第１段差壁２ｂと、円筒状の第２円筒部２ｃと、環状の第２段差壁２ｄと、円筒状の第３円筒部２ｅと、を備える。第１円筒部２ａと第１段差壁２ｂと第２円筒部２ｃと第２段差壁２ｄと第３円筒部２ｅとのそれぞれの外形は、モータ１３の出力軸の中心線Ｏを中心として円形に形成されている。第３円筒部２ｅは、第１円筒部２ａよりも大径に形成されている。また、第２円筒部２ｃは、第１円筒部２ａ及び第３円筒部２ｅよりも大径に形成されている。よって、第２円筒部２ｃの内周側には、第１段差壁２ｂと第２段差壁２ｄとにより前後方向から挟まれるとともに、第３円筒部２ｅよりも径方向外側に延出した環状の環状空間４が形成されている。

フィルタ１０は、線材が格子状に配列する部品であり、所定の大きさを超える固体が通過することが防止される。フィルタ１０は、ダクト２の第１開口部７に設置される。つまり、フィルタ１０は、ダクト２の第１円筒部２ａの内部であって最後部に配置される。

ファン１１は、複数の羽根を有する羽根車１２と、モータ１３と、を備える。モータ１３は、第１円筒部２ａの内周面から突出する複数の脚部１５に支持されている。これにより、ファン１１は、ダクト２の第１円筒部２ａの内部であって、フィルタ１０よりも第２開口部８側に配置されている。また、モータ１３の出力軸は、中心線Ｏの右回り及び左回りの両方向に回転できる。つまり、ファン１１は、モータ１３の出力軸を正回転させて、ダクト２の第１開口部７から第１円筒部２ａの内部に外気を吸い込むことができる。さらに、ファン１１は、モータ１３の出力軸を逆回転させて、第２円筒部２ｃ内の空気をダクト２の第１開口部７から排出することができる。

渦流発生装置２０は、第２円筒部２ｃの内部に配置され、ダクト２の第１開口部７から第２開口部８に向かう外気の流れを渦状に変える装置である。言い換えると、渦流発生装置２０は、第１円筒部２ａの内部から第２円筒部２ｃの内部に向かって直線状に流れてくる外気を、第２円筒部２ｃ及び第３円筒部２ｅの内周面に沿って周回させつつ、第２開口部８に送り出す装置である。

本実施形態の渦流発生装置２０は、複数の羽根２１と、平板状の邪魔板２２と、を備える。羽根２１の後端は、第１段差壁２ｂの後面に固定されている。邪魔板２２は、複数の羽根２１の前面に固定されている。そして、邪魔板２２は、第２円筒部２ｃの内部の中央部に配置されている。これにより、第１円筒部２ａの内部を通過して第２円筒部２ｃの内部に流れてきた外気は、邪魔板２２に当たり、邪魔板２２に沿って径方向外側に案内される。

図４に示すように、邪魔板２２は、中心線Ｏを中心とする円形状の板である。羽根２１は、邪魔板２２の中央部から径方向に延在する板材である。羽根２１は、径方向外側に向かうにつれて、後方から視て中心線Ｏの左回り方向に位置するように傾斜している。詳細には、羽根２１は、羽根２１の径方向内端２１ａと中心線Ｏとを通る仮想線Ｌ１に対し、後方から視て中心線Ｏの左回り方向に角度θ１分だけ傾斜している。これにより、邪魔板２２に沿って径方向外側に流れる外気は、後方から視て中心線Ｏの左回り方向に向きを変えて流れる（図８の矢印Ｂ２参照）。そして、外気は、第２円筒部２ｃ及び第３円筒部２ｅ内において、後方から視て中心線Ｏの左回りに周回しながら（図８の矢印Ｂ３参照）、第２開口部８に向かうようになる。

図３、図４、図５に示すように、環状部材３０は、第２円筒部２ｃの環状空間４内に配置されている。環状部材３０は、円筒部品３１と、円筒部品３１の内周面から径方向内側に延びる集塵プレート３２と、を備える。

円筒部品３１は、中心線Ｏを中心に円筒状に形成されている。円筒部品３１は、第２円筒部２ｃの環状空間４に配置されて、第２円筒部２ｃの環状空間４を内周部４ａと外周部４ｂとに区分けしている。円筒部品３１には、複数の孔３１ａが形成されている。円筒部品３１の孔３１ａは、フィルタ１０の目の大きさよりも小さい。つまり、円筒部品３１の孔３１ａは、フィルタ１０を通過した微小な塵埃が通過可能な大きさに形成されている。また、この円筒部品３１によれば、塵埃放出口３５から侵入した塵埃は、円筒部品３１の孔３１ａを通過し難い。よって、円筒部品３１よりも内周側に塵埃が移動することを抑制できる。

集塵プレート３２は、第２円筒部２ｃの内周部４ａに配置され、径方向に延在する板材である。集塵プレート３２は、径方向外側に向かうにつれて、後方から視て左回り方向に位置するように傾斜している。詳細には、図４に示すように、集塵プレート３２は、集塵プレート３２の径方向内端３２ａと中心線Ｏとを通る仮想線Ｌ２に対し、後方から視て左回り方向に角度θ２分だけ傾斜している。これにより、図５に示すように、第２円筒部２ｃの内周部４ａに入り込んだ外気は、集塵プレート３２によって径方向外側に案内される。この結果、外気が円筒部品３１の内周面に沿って流れて円筒部品３１の孔３１ａ内に流入し易くなる。

塵埃放出口３５は、環状空間４の外周側に設けられ、第２円筒部２ｃの外周部４ｂとダクト２の外部とを連通する孔である。塵埃放出口３５は、第２円筒部２ｃに対し、中心線Ｏを中心に９０度間隔で形成されている。つまり、本実施形態では、４つの塵埃放出口３５が形成されている。なお、塵埃放出口３５の数は、特に限定されるものでなく、例えば１つだけでもよい。

図３に示すように、シャッタ４０は、第３円筒部２ｅの内部に配置され、第３円筒部２ｅの内部を閉塞したり、開放したりする装置である。シャッタ４０は、支軸４１と、支軸４１から前後方向に延出する羽根４２と、支軸４１を回動させる図示しないモータと、を備える。支軸４１が回動して羽根４２が上下方向に延在した場合、各羽根４２は、上下方向に隣り合う羽根４２と当接し、第３円筒部２ｅの内部が閉塞される（図６参照）。

図２に示すように、センサ５０は、筐体１０１Ａの内部に設置され、筐体１０１Ａの内部の温度を計測している。センサ５０は、計測結果を制御部６０に送信している。制御部６０は、特に図示しないが、ドライバと、演算回路と、を備える。演算回路は、マイクロコンピュータ（マイコン）等のコンピュータであり、入力インターフェースと、出力インターフェースと、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、内部記憶部と、を含んでいる。演算回路は、ドライバを介してファン１１のモータ１３と、シャッタ４０の図示しないモータとに供給する電流を調整し、ファン１１のモータ１３と、シャッタ４０の図示しないモータの駆動を制御している。

図６は、筐体内の温度が所定温度未満の場合における換気装置の動作例を示す断面図である。図７は、筐体内の温度が所定温度を超えた場合における換気装置の動作例を示す断面図である。図８は、図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線の矢視断面図である。図９は、フィルタを掃除する場合の換気装置の動作例を示す断面図である。

次に換気装置１の動作例を図６−図１０を参照しながら説明する。制御部６０は、センサ５０から送信された検出温度が所定温度未満と判断した場合、図６に示すように、ファン１１のモータ１３に電流を供給せず、ファン１１を停止状態とする。また、制御部６０は、シャッタ４０が閉じるように制御する。これにより、外気は、ダクト２内に吸い込まれない。また、シャッタ４０が閉じているので、塵埃が筐体１０１Ａの内部に侵入しない。さらに、塵埃放出口３５からダクト２内に塵埃が侵入する可能性があるが、円筒部品３１によりさらに内周側に侵入することが規制される（図６の矢印Ａ１参照）。よって、塵埃は、自重により円筒部品３１の外周面に沿って下方側に回り込み、４つの塵埃放出口３５のうち最も下方に位置する塵埃放出口３５から排出される（図６の矢印Ａ２参照）。

次に、制御部６０は、センサ５０から送信された検出温度が所定温度を超えると判断した場合、図７に示すように、ファン１１のモータ１３に電流を供給し、モータ１３を正回転させる。また、制御部６０は、シャッタ４０が開くように制御する。これにより、ダクト２の第１開口部７から第１円筒部２ａ内に外気が流入する（図７の矢印Ｂ１参照）。ここで、外気は、第１円筒部２ａ内に流入する際、フィルタ１０を通過すため、フィルタ１０の目の大きさ以上の塵埃がフィルタ１０に引っ掛かる。よって、第１円筒部２ａ内には、フィルタ１０の目の大きさ未満の塵埃、つまり微小な塵埃を含む外気が流入する。

そして、外気は、第１円筒部２ａに沿って前方に流れ、渦流発生装置２０を経て、第２円筒部２ｃの周回空間５に流入する。図８に示すように、外気は、渦流発生装置２０を通過する際、邪魔板２２に当たって羽根２１に沿って流れる。よって、外気は、後方から視て中心線Ｏの左回り方向に曲がりながら第２円筒部２ｃの周回空間５に流入する（図８の矢印Ｂ２参照）。そして、第２円筒部２ｃの周回空間５において、外気は、後方から視て中心線Ｏの左回り方向に周回し（図８の矢印Ｂ３参照）、遠心力が作用するようになる。そして、空気より質量が大きい塵埃は、径方向外側に移動する。この結果、周回空間５を周回する外気のうち外周側を周回する外気には、多くの微小な塵埃が含まれるようになる。

また、第２円筒部２ｃの周回空間５の径方向外側は、円筒部品３１の孔３１ａにより塵埃放出口３５に向かって流れる流量が制限されている。よって、第２円筒部２ｃの周回空間５を周回する外気のうち外周側を流れる外気は、環状空間４の内周部４ａに入り込む（図８の矢印Ｂ４参照）。そのほか、第２円筒部２ｃの周回空間５を周回する外気のうち内周側を流れる外気は、第３円筒部２ｅの方に流入する。

環状空間４の内周部４ａに流入した外気は、集塵プレート３２によって、径方向外側に案内されて円筒部品３１の内周面に沿って流れる。外気は、円筒部品３１の孔３１ａを通過するとともに、さらにダクト２の塵埃放出口３５を通過し、ダクト２の外部に流出する（図７と図８の矢印Ｂ５参照）。ここで、塵埃放出口３５から排出される外気は、周回空間５を周回する外気のうち外周側を周回する外気であり、多くの微小な塵埃が含んでいる。以上から、多くの微小な塵埃がダクト２の外部に排出される。

一方で、第２円筒部２ｃの周回空間５から第３円筒部２ｅ内に流入した外気は、第３円筒部２ｅの内周面に沿って周回しつつ、第２開口部８に向かう。外気は、シャッタ４０の各羽根４２の間を通過し、筐体１０１Ａの内部に流入する（図７の矢印Ｂ６参照）。これにより、筐体１０１Ａに内部に外気が供給され、電気機器が冷却される。また、筐体１０１Ａの内部の気圧が上昇し、筐体１０１Ａの内部の空気の一部が排出口１０５から排出する。

次に、フィルタ１０を清掃する動作について説明する。制御部６０は、フィルタ１０の清掃が必要と判断した場合、図９に示すように、ファン１１のモータ１３を逆回転させる。また、制御部６０は、シャッタ４０が閉じるように制御する。これにより、第２円筒部２ｃ及び第３円筒部２ｅの内部が減圧するものの、シャッタ４０が閉塞しているため、筐体１０１Ａの内部は減圧しない。よって、塵埃放出口３５から第２円筒部２ｃ内に外気が入り込み、第１円筒部２ａの内部に供給される（図９の矢印Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３参照）。そして、フィルタ１０に外気が供給され、フィルタ１０に付着する異物が飛ばされ、フィルタ１０の目詰まりが解消される。

また、塵埃放出口３５を通過してダクト２内に流入した外気には、塵埃が含まれる可能性があるものの、円筒部品３１の孔３１ａが微小に形成されているため、多くの塵埃が円筒部品３１を通過しない。このため、フィルタ１０に供給される外気には、塵埃が少ない。つまり、ファン１１が供給する外気によってフィルタ１０が汚れる、ということが抑制される。なお、制御部６０がフィルタ１０の清掃が必要と判断する場合とは、特に限定はない。例えば、定期的に実施したり、又はファン１１を正回転させた後に実施したりしてもよい。

以上で説明したように、換気装置１は、ダクト２と、フィルタ１０と、渦流発生装置２０と、シャッタ４０と、を備える。ダクト２は、一端部が筐体１０１Ａの外部で開口し、他端部が筐体１０１Ａの内部で開口し、内部を通じて筐体１０１Ａの外部と内部とを連通する。フィルタ１０は、ダクト２内に設置される。ファン１１は、正回転及び逆回転可能であって、ダクト２内であってフィルタ１０よりも他端部側に設置される。渦流発生装置２０は、ダクト２内であってファン１１よりも他端部側に設置され、ファン１１から供給された外気をダクト２の内周面に沿って周回させつつ他端部側に供給する。シャッタ４０は、開閉可能であって、ダクト２内であって渦流発生装置２０よりも他端部側に配置される。ダクト２には、渦流発生装置２０の外周側で開口してダクト２の内部と外部とを連通する塵埃放出口３５が設けられている。

これにより、シャッタ４０が閉じた場合、ファン１１が逆回転しても筐体１０１Ａ内が減圧しない。よって、筐体１０１Ａにおける扉１０３ｂの隙間から筐体１０１Ａ内に塵埃が侵入する、ということが回避される。一方でファン１１の逆回転により、塵埃放出口３５からダクト２内に外気が入り込み、その外気がフィルタ１０に供給される。よって、フィルタ１０の目詰まりが解消する。また、シャッタ４０が開き、かつファン１１が正回転すると、フィルタ１０を通過した外気は、渦流発生装置２０によりダクト２の内周面に沿って周回しつつ筐体１０１Ａ内に供給される。ダクト２の内周面に沿って周回する外気の一部は、塵埃放出口３５を介してダクト２外に排出される。ここで、ダクト２の内周面に沿って周回する外気には、遠心力が作用しており、空気よりも質量が大きい塵埃は外周側に移動する。この結果、塵埃放出口３５から排出される外気には、多くの微小な塵埃が含まれる。以上から、フィルタ１０で除去しきれない微小な塵埃は、塵埃放出口３５から排出され、筐体１０１Ａ内に移動する微小な塵埃が低減する。

また、換気装置１において、ダクト２の内部には、渦流発生装置２０の外周側で又は渦流発生装置２０とシャッタ４０との間で、径方向外側に延出する環状空間４が設けられている。塵埃放出口３５は、環状空間４の外周側に位置している。環状空間４内には、環状空間４を内周側と外周側とに仕切るとともに、内周側と外周側とを連通する複数の孔３１ａが設けられた円筒部品３０が配置されている。これにより、塵埃放出口３５からダクト２の内部に入り込んだ外気は、円筒部品３１の孔３１ａを通過しないと、ダクト２のさらに内周側に移動できない。よって、塵埃放出口３５を介して入り込んだ塵埃が筐体１０１Ａの方に移動する可能性が低い。

また、換気装置１において、円筒部品３１の内周側に設置され、円筒部品３１の内周面に沿って周方向に流れる空気を円筒部品３１の孔３１ａを通じて円筒部品３１の外周側に案内する集塵プレート３２を備える。これにより、円筒部品３１の内周面を周回する外気の一部が円筒部品３１の孔３１ａに流入し易くなり、筐体１０１Ａ内に移動する微小な塵埃がさらに低減する。

また、換気装置１において、ファン１１とシャッタ４０との動作を制御する制御部６０を備え、制御部６０は、シャッタ４０を閉じ、ファン１１を逆回転させる。これにより、フィルタ１０の目詰まりが解消される。また、筐体１０１Ａ内の減圧が回避される。

また、換気装置１において、筐体１０１Ａ内の温度を検出し、検出結果を制御部６０に送信するセンサ５０を備え、制御部６０は、センサ５０からの信号を受けて筐体１０１Ａ内が所定温度を超えたと判断した場合、シャッタ４０を開き、ファン１１を正回転させる。これにより、筐体１０１Ａの内部に外気が供給され、筐体１０１Ａに収容される電気機器が冷却される。

また、換気装置１において、制御部６０は、センサ５０からの信号を受けて筐体１０１Ａ内が所定温度未満と判断した場合、シャッタ４０を閉じ、ファン１１の回転を停止させる。これにより、筐体１０１Ａの内部の冷却が必要な場合に限り、外気が筐体１０１Ａの内部に供給される。よって、外気を継続して供給した場合よりも筐体１０１Ａ内に移動する塵埃が低減し、電気機器の絶縁性が確保される。

（実施形態２）
図１０は、実施形態２の換気装置の拡大図である。なお、以下の説明においては、上述した実施形態１で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。

図１０に示すように、実施形態２に係る換気装置１Ａは、ダクト２に代えてダクト２Ａを備える点で、実施形態１に係る換気装置１と相違する。以下、相違点に絞って説明する。ダクト２Ａは、第１円筒部２ａと第２円筒部２ｃとの間に、第３円筒部２ｅと同径の第４円筒部２ｆが介在している。つまり、ダクト２Ａは、後方から前方に向かって順に配置された、第１円筒部２ａと、第１段差壁２ｂ、第４円筒部２ｆと、第３段差壁２ｇと、第２円筒部２ｃと、第２段差壁２ｄと、第３円筒部２ｅと、を備える。つまり、実施形態２では、ダクト２Ａの塵埃放出口３５と、第２円筒部の環状空間４と、環状部材３０は、渦流発生装置２０よりも後方に配置される。

これによれば、ファン１１のモータ１３を正回転させた場合、渦流発生装置２０から周回空間５に流入した外気は、第４円筒部２ｆの内周面に沿って周回し、その後に、外気の一部が第２円筒部の環状空間４の内周側に流入する。このため、外気は、第４円筒部２ｆの内周面で十分に周回した後に、第２円筒部の環状空間４の内周側に流れる。よって、外気に含まれる塵埃が遠心力によって径方向に移動する時間が確保されている。以上から、実施形態２によれば、実施形態１の場合よりも多くの塵埃が外周側に移動するようになり、より多くの塵埃がダクト２Ａの塵埃放出口３５から排出される。

以上で説明したように、換気装置１Ａのダクト２Ａには、渦流発生装置２０とシャッタ４０との間で開口してダクト２Ａの内部と外部とを連通する塵埃放出口３５が設けられている。これにより、実施形態１の換気装置１よりも多くの微小な塵埃が塵埃放出口３５から排出され、筐体１０１Ａ内の電気機器の絶縁性を確実に確保することができる。

以上、実施形態１及び実施形態２について説明したが、本実施形態は、実施形態１及び実施形態２に例示した構成に限定されない。渦流発生装置２０の羽根２１は、径方向に直線状に延びているが、円弧状に形成してもよい。また、仮想線Ｌ１に対する羽根２１の傾斜角度θ１についても適宜設定してよい。同様に環状部材３０の集塵プレート３２についても、円弧状に形成してもよい。また、仮想線Ｌ２に対する集塵プレート３２の傾斜角度θ２についても実施の形態に合わせて適宜設定してよい。

図１１は、変形例１のスイッチギヤの断面図である。実施形態１の換気装置１は、スイッチギヤ１００の扉１０３ｄに取り付けられているが、これに限定されない。図１１に示す変形例１のように、スイッチギヤ１００の扉１０３ｂに換気装置１を取り付けてもよい。若しくは、スイッチギヤ１００の扉１０３ｂと扉１０３ｄの両方に換気装置１を取り付けてもよい。また、換気装置１は、扉１０３ｂ、１０３ｄではなく、周壁１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、１０２ｅに取り付けてもよい。

１、１Ａ 換気装置
２、２Ａ ダクト
４ 環状空間
５ 周回空間
７ 第１開口部
８ 第２開口部
１０ フィルタ
１１ ファン
２０ 渦流発生装置
２１ 羽根
２２ 邪魔板
３０ 環状部材
３１ 円筒部品
３２ 集塵プレート
３５ 塵埃放出口
４０ シャッタ
５０ センサ
６０ 制御部
１００ スイッチギヤ
１０１Ａ、１０１Ｂ 筐体

Claims (6)

1. 一端部が筐体の外部で開口し、他端部が前記筐体の内部で開口し、内部を通じて前記筐体の外部と内部とを連通するダクトと、
   前記ダクトの内部に設置されるフィルタと、
   前記ダクトの内部であって前記フィルタよりも前記他端部側に設置され、正回転及び逆回転可能なファンと、
   前記ダクトの内部であって前記ファンよりも前記他端部側に設置され、前記ファンから供給された外気を前記ダクトの内周面に沿って周回させつつ前記他端部側に供給する渦流発生装置と、
   前記ダクトの内部であって前記渦流発生装置よりも前記他端部側に配置され、開閉可能なシャッタと、
   を備え、
   前記ダクトには、前記渦流発生装置の外周側で又は前記渦流発生装置と前記シャッタとの間で、開口して前記ダクトの内部と外部とを連通する塵埃放出口が設けられている
   換気装置。
2. 前記ダクトの内部には、前記渦流発生装置の外周側で又は前記渦流発生装置と前記シャッタとの間で、径方向外側に延出する環状空間が設けられ、
   前記塵埃放出口は、前記環状空間の外周側に位置し、
   前記環状空間内には、前記環状空間を内周側と外周側とに仕切るとともに、内周側と外周側とを連通する複数の孔が設けられた円筒部品が配置されている
   請求項１に記載の換気装置。
3. 前記円筒部品の内周側に設置され、前記円筒部品の内周面に沿って周方向に流れる空気を前記円筒部品の孔を通じて前記円筒部品の外周側に案内する集塵プレートを備える
   請求項２に記載の換気装置。
4. 前記ファンと前記シャッタとの動作を制御する制御部を備え、
   前記制御部は、前記シャッタを閉じ、前記ファンを逆回転させる
   請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の換気装置。
5. 前記筐体の内部の温度を検出し、検出結果を前記制御部に送信するセンサを備え、
   前記制御部は、前記センサからの信号を受けて前記筐体の内部が所定温度を超えたと判断した場合、前記シャッタを開き、前記ファンを正回転させる
   請求項４に記載の換気装置。
6. 前記制御部は、前記センサからの信号を受けて前記筐体の内部が所定温度未満と判断した場合、前記シャッタを閉じ、前記ファンの回転を停止させる
   請求項５に記載の換気装置。

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