JP5000013B2

JP5000013B2 - 電子機器収容ユニット

Info

Publication number: JP5000013B2
Application number: JP2011510109A
Authority: JP
Inventors: 正矢頭
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2009-04-20
Filing date: 2009-04-20
Publication date: 2012-08-15
Anticipated expiration: 2029-04-20
Also published as: EP2424054A4; EP2424054A1; WO2010122632A1; JPWO2010122632A1

Description

本発明は電子機器収容ユニットに関し、特に、太陽光発電システムに用いられる屋外設置用パワーコンディショナの防水構造に関する。

太陽電池にて発生した直流電力を交流電力に変換し、その交流電力を負荷に供給したり、余剰電力を電力会社に供給したりすることができるようにするために、パワーコンディショナが用いられている。このパワーコンディショナを屋外に設置する場合には、台風発生時などに雨水にさらされた場合においても、内部の防水性を確保するために、パッキンやコーキングを用いて防水対策を施すことが一般的に行われている。

例えば、特許文献１には、空気調和機用電装部品を取り付けたプリント基板を収納する縦長矩形状電装ボックスの縦壁に複数の放熱用開口を形成し、その縦壁の内面との間に電装部品の放熱空気の流通間隔を存して放熱用開口を覆う状態に防水壁を配置し、防水壁の内側にプリント基板を縦方向に支持させることで、電装ボックス内の電装部品に対する雨水対策と電装部品の放熱を良好にする方法が開示されている。

特開２００５−２４９２６９号公報

しかしながら、パッキンやコーキングを用いて防水対策を施す方法では、パワーコンディショナを屋外に設置すると、パッキンやコーキングが強い日差しや風雨にさらされる。このため、パッキンやコーキングが早期に経年劣化し、パワーコンディショナを長年使用すると、十分な防水性が得られなくなることから、パワーコンディショナの耐用年数が短くなるという問題があった。

また、特許文献１に開示された方法では、放熱用開口が防水壁にて覆われるため、電装部品からの放熱経路が防水壁にて遮られ、放熱性が損なわれるという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、放熱性の低下を抑制しつつ、防水性を確保するとともに、耐候性を向上させることが可能な電子機器収容ユニットを得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の電子機器収容ユニットは、底板と背板と天板と前扉と１対の側板とが設けられたケーシングと、前記底板を介して前記ケーシング内に送風する送風機と、前記背板に対向するようにして前記送風機の送風方向に沿ってフィンが配置されるとともに、前記側板と隙間を空けて側面が配置され、前記天板と隙間を空けて上端部が配置されたヒートシンクと、前記側板に設けられ、前記ヒートシンクの側面と前記側板との間の隙間に連通する排気口とを備えることを特徴とする。

この発明によれば、放熱性の低下を抑制しつつ、防水性を確保するとともに、耐候性を向上させることが可能という効果を奏する。

図１は、本発明に係る電子機器収容ユニットの実施例が適用される太陽光発電システムの概略構成を示す斜視図である。図２は、仕切り板１８にて仕切られたパワーコンディショナ３の前段部ＦＢの内部の概略構成を示す斜視図である。図３は、仕切り板１８にて仕切られたパワーコンディショナ３の後段部ＢＢの内部の概略構成を示す斜視図である。

以下に、本発明に係る電子機器収容ユニットの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

図１は、本発明に係る電子機器収容ユニットの実施例が適用される太陽光発電システムの概略構成を示す斜視図である。なお、以下の実施例では、電子機器収容ユニットとしてパワーコンディショナを例にとって説明するが、電子機器収容ユニットはパワーコンディショナに限定されることなく、例えば、エアーコンディショナなどの空調装置などに適用してもよい。

図１において、屋根１上には、光を直流電力に変換する太陽電池パネル２が設置されるとともに、屋外には、パワーコンディショナ３が設置されている。そして、太陽電池パネル２は、パワーコンディショナ３のＤＣ入力端子に接続されている。また、パワーコンディショナ３のＡＣ出力端子は、分電盤４を介して室内負荷に接続されるとともに、分電盤４および電力量計５を介して配電線６に接続されている。

ここで、パワーコンディショナ３には、太陽電池パネル２にて発生された直流電力のＤＣ変換を行うＤＣＤＣコンバータ３ａおよびＤＣＤＣコンバータ３ａから出力された直流電力を交流電力に変換するインバータ３ｂが内蔵されている。

そして、太陽電池パネル２にて発生された直流電力がパワーコンディショナ３に送られると、ＤＣＤＣコンバータ３ａにて直流電力のＤＣ変換が行われた後、インバータ３ｂにて交流電力に変換され、分電盤４に送られる。そして、交流電力が分電盤４に送られると、室内負荷に供給されるとともに、余剰電力は配電線６に送られ、電力会社に引き取られる。

図２は、仕切り板１８にて仕切られたパワーコンディショナ３の前段部ＦＢの内部の概略構成を示す斜視図、図３は、仕切り板１８にて仕切られたパワーコンディショナ３の後段部ＢＢの内部の概略構成を示す斜視図である。図２および図３において、図１のパワーコンディショナ３には、ケーシングとして、底板１４と背板１２と天板１３と前扉１５と１対の側板１１ａ、１１ｂが設けられている。なお、底板１４と背板１２と天板１３と前扉１５と１対の側板１１ａ、１１ｂは、例えば、鉄、ステンレスまたはアルミニウムなどの金属で構成することができる。そして、パワーコンディショナ３のケーシングは、仕切り板１８にて奥行き方向に仕切られることで、前段部ＦＢと後段部ＢＢとに区分けされている。

ここで、パワーコンディショナ３の下部には、底板１４を介してケーシング内に送風する送風機２０が配置されている。なお、送風機２０は、底板１４に対向するように配置し、送風方向を上向きに設定することができる。

また、図３に示すように、パワーコンディショナ３の後段部ＢＢにおいて、パワーコンディショナ３の上部には、放熱フィン１９ａが形成されたヒートシンク１９が配置されている。ここで、ヒートシンク１９は、背板１２に対向するようにして送風機２０の送風方向に沿って放熱フィン１９ａが配置されている。また、ヒートシンク１９は、ヒートシンク１９の側面と側板１１ａ、１１ｂとの間に隙間が空くように配置されるとともに、ヒートシンク１９の上端部と天板１３との間に隙間が空くように配置されている。

また、パワーコンディショナ３の後段部ＢＢにおいて、側板１１ａ、１１ｂには、排気口１７ａ、１７ｂがそれぞれ形成されている。なお、排気口１７ａ、１７ｂは、例えば、スリット状に形成することができる。ここで、排気口１７ａ、１７ｂは、ヒートシンク１９の側面と側板１１ａ、１１ｂとの間の隙間に連通するように配置することができる。また、排気口１７ａ、１７ｂは、パワーコンディショナ３の後段部ＢＢの内部に連通し、パワーコンディショナ３の前段部ＦＢの内部には連通しないようにすることができる。また、排気口１７ａ、１７ｂは、ヒートシンク１９の側面の上端部から側板１１ａ、１１ｂの方向に４５°の角度θで引いた時に側板１１ａ、１１ｂと交わる線よりも下側に配置することが好ましい。

また、送風機２０と側板１１ａ、１１ｂとの間には隔離板２１が配置されている。この隔離板２１は、送風機２０からヒートシンク１９に至る風路を、排気口１７ａ、１７ｂに連通される側板１１ａ、１１ｂに沿った風路と隔離することができる。

一方、図２に示すように、パワーコンディショナ３の前段部ＦＢにおいて、仕切り板１８上にはコンデンサ２２、サージアブソーバ２５およびリアクトル２７などが配置されている。ここで、仕切り板１８は、ヒートシンク１９の側面と側板１１ａ、１１ｂとの間の隙間およびヒートシンク１９の上端部と天板１３との間の隙間を塞ぐようにして、ヒートシンク１９の放熱面上に配置することができる。なお、コンデンサ２２、サージアブソーバ２５およびリアクトル２７などは、図１のＤＣＤＣコンバータ３ａやインバータ３ｂを構成する電子部品として用いることができる。

また、仕切り板１８上には、ＡＣ端子台２３およびＤＣ入力端子２４などが配置されるとともに、底板１４には開閉器２６が取り付けられている。また、送風機２０の前段部ＦＢ側に突出した部分は、送風カバー２８にて覆われている。ここで、送風カバー２８は、送風機２０にて取り込まれた空気ＡＲを後段部ＢＢ側に送ることができる。

そして、送風機２０にて取り込まれた空気ＡＲは、送風カバー２８にて後段部ＢＢ側に送られ、背板１２、仕切り板１８および隔離板２１にて規定される通風路を介してヒートシンク１９の下端部に送られる。

そして、ヒートシンク１９の下端部に送られた空気ＡＲは、放熱フィン１９ａの間を通ることでヒートシンク１９を空冷しながら、ヒートシンク１９の上端部から排出される。そして、ヒートシンク１９の上端部から排出された空気ＡＲは、天板１３にて進路を曲げられ、側板１１ａ、１１ｂの方向に導かれる。そして、側板１１ａ、１１ｂの方向に導かれた空気ＡＲは、ヒートシンク１９の側面と側板１１ａ、１１ｂとの間の隙間を進み、排気口１７ａ、１７ｂを介して外部に排出される。

一方、パワーコンディショナ３が屋外に設置されている場合、パワーコンディショナ３が強い日差しや風雨にさらされる。そして、パワーコンディショナ３が風雨にさらされた時に、雨水ＷＡが排気口１７ａ、１７ｂを介して内部に侵入すると、雨水ＷＡがパワーコンディショナ３の下方に自然落下する。ここで、雨水ＷＡがパワーコンディショナ３の下方に自然落下する際に、送風機２０の送風面への雨水ＷＡの進入がヒートシンク１９の側面および隔離板２１にて阻止されるとともに、前段部ＦＢの内部への雨水ＷＡの進入が仕切り板１８にて阻止される。

このため、ヒートシンク１９に導かれた熱を排気口１７ａ、１７ｂを介して外部に排出させることを可能としつつ、排気口１７ａ、１７ｂを介して内部に侵入した雨水ＷＡが送風機２０などの電装部品にかかるのを防止することができる。この結果、パッキンやコーキングを用いて防水対策を施すことなく、送風機２０などの電装部品の防水性を確保するとともに、放熱性の低下を抑制することができ、パワーコンディショナ３が屋外に設置されている場合においても、パワーコンディショナ３の耐用年数を延ばすことができる。

また、ヒートシンク１９の側面の上端部から側板１１ａ、１１ｂの方向に４５°の角度θで引いた時に側板１１ａ、１１ｂと交わる線よりも下側に排気口１７ａ、１７ｂを配置することにより、排気口１７ａ、１７ｂを介して内部に侵入した雨水ＷＡがヒートシンク１９の上端部にかかるのを防止することができる。このため、排気口１７ａ、１７ｂを介して内部に侵入した雨水ＷＡがヒートシンク１９の上端部を介して放熱フィン１９ａの間に進入し、送風機２０の送風面に落下するのを防止することが可能となることから、送風機２０に雨水ＷＡがかかるのを防止することができる。

なお、上述した実施例では、送風機２０と側板１１ａ、１１ｂとの間に隔離板２１を配置する方法について説明したが、送風機２０と側板１１ａ、１１ｂとの間の隔離板２１を除去するようにしてもよい。だだし、この場合には、排気口１７ａ、１７ｂを介して内部に侵入した雨水ＷＡが送風機２０に直接かからないようにするために、排気口１７ａ、１７ｂは、ヒートシンク１９の下端部から上側に配置することが好ましい。

以上のように本発明に係る電子機器収容ユニットは、屋外に設置された場合においても、パッキンやコーキングを用いることなく、ケーシング内の電子部品に雨水などが侵入するのを防止することが可能となるとともに、ケーシング内の放熱性の低下を抑制することができ、屋外設置用パワーコンディショナの防水構造に適している。

１屋根
２太陽電池パネル
３パワーコンディショナ
３ａＤＣＤＣコンバータ
３ｂインバータ
４分電盤
５電力量計
６配電線
１１ａ、１１ｂ側板
１２背板
１３天板
１４底板
１５前扉
１７ａ、１７ｂ排気口
１８仕切り板
１９ヒートシンク
１９ａ放熱フィン
２０送風機
２１隔離板
２２コンデンサ
２３ＡＣ端子台
２４ＤＣ入力端子
２５サージアブソーバ
２６開閉器
２７リアクトル
２８送風カバー

Claims

底板と背板と天板と前扉と１対の側板とが設けられたケーシングと、
前記底板を介して前記ケーシング内に送風する送風機と、
前記背板に対向するようにして前記送風機の送風方向に沿ってフィンが配置されるとともに、前記側板と隙間を空けて側面が配置され、前記天板と隙間を空けて上端部が配置されたヒートシンクと、
前記側板に設けられ、前記ヒートシンクの側面と前記側板との間の隙間に連通する排気口とを備えることを特徴とする電子機器収容ユニット。
前記送風機から前記ヒートシンクに至る風路を、前記排気口に連通される前記側板に沿った風路と隔離する隔離板をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の電子機器収容ユニット。
前記排気口は、前記ヒートシンクの側面の上端部から前記側板の方向に４５°の角度で引いた時に前記側板と交わる線よりも下側に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電子機器収容ユニット。
前記ヒートシンクの放熱面上に配置され、前記ヒートシンクの側面と前記側板との間の隙間および前記ヒートシンクの上端部と前記天板との間の隙間を塞ぐようにして、前記ケーシングを奥行き方向に仕切る仕切り板と、
前記仕切り板にて仕切られた前記ケーシングの前方側に配置された電子機器とを備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電子機器収容ユニット。