JP6392547B2 - 冷却構造および太陽光発電用パワーコンディショナ - Google Patents

Description

本発明は、冷却構造および太陽光発電用パワーコンディショナに関する。

太陽光発電用パワーコンディショナは、大型の発熱部品を内部に備えるため、その動作時には内部が高温となる。そのため、太陽光発電用パワーコンディショナは、背面に放熱板を取りつけることで、内部で発生した熱を外部へ放出する冷却構造を備える（例えば、特許文献１を参照）。

特開２０１３−１９８１７５号公報

通常、太陽光発電用パワーコンディショナは、洗面所や脱衣所などの人目に触れ、また限られたスペースに設置することが多い。そのため、製品の外郭を上回るような大きな放熱板を取り付けることができず、太陽光発電用パワーコンディショナ内部の大型発熱部品から発生した熱を効果的に外へ放出する必要がある。

そのため、太陽光発電用パワーコンディショナの冷却構造として、筐体に通気口を形成して、通気口から取り入れた空気によって発熱部品を直接冷却する場合がある。しかしながら、通気口を通して内部に侵入した水分や埃が発熱部品に付着して不具合を発生させるおそれがある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、筐体内に設けられた発熱部品への水分や埃の付着を防ぎつつ、放熱効率の向上も図ることのできる冷却構造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、本発明は、第１の通気口と第２の通気口とが形成された筐体と、筐体内の第１の通気口と第２の通気口との間の風路上に設置される発熱部品と、発熱部品を覆って密閉するカバーと、発熱部品とカバーとの隙間に設けられ、発熱部品とカバーとに密着する伝熱材と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、筐体内に設けられた発熱部品への水分や埃の付着を防ぎつつ、放熱効率の向上も図ることができるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態１にかかる太陽光発電用パワーコンディショナが備えるリアクトル部分の分解斜視図である。 図２は、構造体の斜視図である。 図３は、構造体の分解斜視図である。 図４は、構造体のカバーと伝熱材の詳細図である。 図５は、構造体を備える太陽光発電用パワーコンディショナの分解斜視図である。

以下に、本発明の実施の形態にかかる冷却構造および太陽光発電用パワーコンディショナを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる太陽光発電用パワーコンディショナが備えるリアクトル部分の分解斜視図である。図１に示すように、金属製の上面固定金具１ａと底面固定金具１ｂをリアクトルなどの発熱部品１を挟み込むように取付ける。上面固定金具１ａに形成された固定用通し穴１ｄと、底面固定金具１ｂに形成された固定用通し穴１ｅとを互いに同一軸上になるように対向させる。例えばねじ（図示せず）を固定用通し穴１ｄ，１ｅに通し、ナットで締め付けることで発熱部品１を上面固定金具１ａと底面固定金具１ｂとで挟んで固定する。

図２は、構造体１０の斜視図である。図３は、構造体１０の分解斜視図である。構造体１０は、カバー３の内部に発熱部品１を密閉して構成される。カバー３は、第１のカバー３ａと第２のカバー３ｂとに分割される。カバー３は、耐熱性および伝熱性に優れた、例えば板金製である。発熱部品１の発熱部１ｇには、耐熱性と電気絶縁性に優れた伝熱材２が取り付けられる。発熱部品１がカバー３の内部に密閉された際に、伝熱材２は、カバー３にも接触する。

弾力性を有する伝熱材２を用いることで、伝熱材２とカバー３との密着性を増すことができる。伝熱材２は、例えばシリコンによるシート材等が好適である。これにより、発熱部１ｇでの発熱を、伝熱材２を介してカバー３に効率よく伝熱させることができる。

図４は、構造体のカバー１０と伝熱材２の詳細図である。図４に示すように、発熱部１ｇ側およびカバー３側の少なくともいずれか一方に、突起８を設けることで、発熱部１ｇとカバー３との間に、少なくとも突起８の高さ分の距離を確保することができる。突起８の高さを、カバー３と発熱部１ｇとの間の絶縁上必要な距離よりも大きくすれば、カバー３で発熱部品１を覆う際に寸法ばらつきやずれが生じても、カバー３と発熱部１ｇとの間に絶縁上必要な距離を確保することができる。なお、突起８は、絶縁性に優れた材料、例えば樹脂などで形成される。

第１のカバー３ａおよび第２のカバー３ｂは、上面固定金具１ａ、底面固定金具１ｂおよび伝熱材２が取り付いた発熱部品１を挟み込むように取付けられる。このとき、発熱部品１を基板等へ接続するためのリード線（図示せず）は、第１のカバー３ａおよび第２のカバー３ｂに形成されたリード線引き出し穴３ｄから引き出される。リード線引き出し穴３ｄと、引き出したリード線との隙間は、例えばゴムブッシュなどで埋められる。

第１のカバー３ａおよび第２のカバー３ｂの発熱部品１への固定は、カバー３側の底面固定用通し穴３ｃを、底面固定金具１ｂに形成されたカバー固定用ねじ穴１ｆの各々と軸を合わせ、例えばねじで締め付け固定する。

このとき、第１のカバー３ａと第２のカバー３ｂとを合わせた際に、合わせ面に隙間ができないように、第１のカバー３ａには、第２のカバー３ｂの内側に入り込む重なり部３ｅが形成されている。第１のカバー３ａと第２のカバー３ｂとを合わせた場合に、重なり部３ｅが第２のカバー３ｂの内側に入り込むことで、第１のカバー３ａと第２のカバー３ｂとの間に隙間ができにくくなる。

重なり部３ｅには、カバー固定用突起３ｇが形成されている。第１のカバー３ａと第２のカバー３ｂとを合わせた状態で、第２のカバー３ｂのうちカバー固定用突起３ｇと対向する部分には、カバー固定用穴３ｆが形成されている。第１のカバー３ａと第２のカバー３ｂとを合わせた場合に、カバー固定用突起３ｇとカバー固定用穴３ｆとが嵌合することで、第１のカバー３ａと第２のカバー３ｂとが結合される。

カバー３のうち伝熱材２と密着する面に伝熱材確認穴３ｈを設けている。これにより、伝熱材２の貼り付け状態がカバー３の外側から目視で確認可能となり、組立時の伝熱材２の貼り付け忘れや剥がれなどによる所望の位置からのズレの確認が容易となる。特に、伝熱材２と密着する領域に伝熱材確認穴３ｈを設けることで、より容易に目視による確認が可能となる。

カバー３の底面側は底面固定金具１ｂによって覆われている。そのため、構造体１０において、発熱部品１は、カバー３と底面固定金具１ｂによって密閉されている。そのため、発熱部品１に水分や埃が直接付着することを防ぐことができる。

図５は、構造体１０を備える太陽光発電用パワーコンディショナの分解斜視図である。太陽光発電用パワーコンディショナの筐体４の内部は、仕切り壁７に仕切られることで構造体１０を収容するスペースが設けられている。構造体１０を収容するスペースを構成する筐体４部分の互いに対向する壁面４ａ，４ｂには、それぞれ第１の通気口５ａと第２の通気口５ｂが形成される。この構成により、構造体１０を収容するスペースは、第１の通気口５ａと第２の通気口５ｂを通過する空気が流れる風路となる。構造体１０を収容するスペースの一面は、ベース板６が設けられている。構造体１０は、ベース板６上に取り付けられる。

以上説明した構成によれば、発熱部品１で発生した熱は、伝熱材２を通してカバー３に伝わる。そして、カバー３に伝わった熱は、第１の通気口５ａと第２の通気口５ｂを通過して風路を流れる空気によって直接冷却される。したがって、発熱部品１で発生する熱の放熱効率の向上を図ることができる。

また、第１の通気口５ａと第２の通気口５ｂを通して風路内に水分や埃が侵入した場合であっても、カバー３と底面固定金具１ｂに密閉された発熱部品１にはほとんど付着しない。そのため、発熱部品１に水分や埃が付着することによる不具合の発生を抑えることができる。

なお、本実施の形態では、カバー３と底面固定金具１ｂとで発熱部品１を密閉する例を示したが、これに限られず、カバー３だけで発熱部品１を密閉しても構わない。また、本実施の形態では、２枚の伝熱材２を発熱部品１に取り付けた例を示しているが、それ以上の枚数の伝熱材２を取り付けてもよい。伝熱材２とカバー３との接触面積が大きければ大きいほど放熱効率の向上を図ることができる。

以上のように、本発明にかかる冷却構造は、風路中に発熱部品を設ける場合の冷却構造に有用である。

１ 発熱部品、１ａ 上面固定金具、１ｂ 底面固定金具、１ｄ 固定用通し穴、１ｅ 固定用通し穴、１ｆ カバー固定用ねじ穴、１ｇ 発熱部、２ 伝熱材、３ カバー、３ａ 第１のカバー、３ｂ 第２のカバー、３ｃ 底面固定用通し穴、３ｄ リード線引き出し穴、３ｅ 重なり部、３ｆ カバー固定用穴、３ｇ カバー固定用突起、３ｈ 伝熱材確認穴、４ 筐体、４ａ 壁面、４ｂ 壁面、５ａ 第１の通気口、５ｂ 第２の通気口、６ ベース板、７ 仕切り壁、８ 突起、１０ 構造体。

Claims (5)

1. 第１の通気口と第２の通気口とが形成された筐体と、
   前記筐体内の前記第１の通気口と前記第２の通気口との間の風路上に設置される発熱部品と、
   前記発熱部品を覆って密閉するカバーと、
   前記発熱部品と前記カバーとの隙間に設けられ、前記発熱部品と前記カバーとに密着する弾力性を有するシート状の伝熱材と、を備え、
   前記カバーは、前記発熱部品が設置される設置面に固定されるとともに、前記発熱部品に底面側から取り付けられた底面固定金具と、前記設置面と平行な方向に分割可能であって前記発熱部品を挟み込んで覆う第１のカバーおよび第２のカバーと、を有し、
   前記伝熱材は、前記第１のカバーと前記第２のカバーとを分割方向に移動させることで前記隙間の間隔が広くなる位置に設けられていることを特徴とする冷却構造。
2. 前記発熱部品および前記カバーの少なくともいずれか一方に、前記発熱部品と前記カバーとの距離を確保する突起が形成されることを特徴とする請求項１に記載の冷却構造。
3. 前記カバーのうち、前記伝熱材と密着する部分に伝熱材を目視可能とする伝熱材確認穴が形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の冷却構造。
4. 前記第１のカバーは、前記第２のカバーの内側に入り込む重なり部を有し、
   前記第１のカバーと前記第２のカバーが重なる部分には、一方にカバー固定用突起が形成され、他方にはカバー固定用穴が形成され、
   前記カバー固定用穴に前記カバー固定用突起が嵌合して、前記第１のカバーと前記第２のカバーとが結合されることを特徴とする請求項３に記載の冷却構造。
5. 請求項１から４のいずれか１つに記載の冷却構造を備え、
   前記筐体は、太陽光発電用パワーコンディショナの筐体であり、
   前記発熱部品はリアクトルであることを特徴とする太陽光発電用パワーコンディショナ。

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