JP6715479B2 - 電力変換装置、装置取付構造、装置取付方法、及び電力変換システム - Google Patents

Description

本発明は、電力変換装置、装置取付構造、装置取付方法、及び電力変換システムに関する。より詳細には、電力を変換する電力変換装置と、電力変換装置を構造体に取り付けるための装置取付構造と、電力変換装置を構造体に取り付けるための装置取付方法と、電力変換装置を用いた電力変換システムに関する。

従来例として、特許文献１に記載のパワーコンディショナを例示する。特許文献１に記載のパワーコンディショナは、吸気用の第１ファンユニットと、排気用の第２ファンユニットとを備える。第１ファンユニットは、吸気口を覆うように設けられ、筐体の内部空間に外部の空気を引き込む。第２ファンユニットは、排気口を覆うように設けられ、筐体の内部空間から外部へ空気を排気する。第１ファンユニット及び第２ファンユニットが作動することにより、筐体の内部空間に外部の比較的低温な空気が取り込まれ、筐体の内部空間の比較的高温な空気が外部へ排気される。特許文献１に記載のパワーコンディショナは、吸気口と排気口を備えているので、筐体の内部空間の熱を筐体の外部に放熱することができる。したがって、特許文献１に記載のパワーコンディショナは、内部空間の温度上昇を抑制することができる

特開２０１３−１９１７７３号公報

ところで、特許文献１に記載のパワーコンディショナが温度及び湿度の高い環境下の空間に設置された場合、吸気口から温度及び湿度の高い空気が吸気されてしまい、筐体の内部空間の温度が上昇し、さらに湿度が高くなってしまうおそれがある。

本発明は、上記事由に鑑みてなされており、筐体の内部空間の温度上昇及び湿度上昇を抑制する電力変換装置、装置取付構造、装置取付方法、及び電力変換システムを提供することを目的とする。

本発明の電力変換装置は、筐体と、前記筐体の内部空間に収容される変換回路とを備える。前記変換回路は、電源から入力された入力電力を所望の出力電力に変換して出力するように構成されている。前記筐体は、吸気孔と、排気孔とを有する。前記吸気孔は、前記筐体が設置されている設置場所である第１空間とは別の空間である第２空間と前記筐体の前記内部空間とを繋いでいる。前記排気孔は、前記筐体の外部と、前記筐体の前記内部空間とを繋いでいる。前記吸気孔を通って前記第２空間から前記筐体の前記内部空間に空気が取り込まれ、前記筐体の前記内部空間の空気が前記排気孔から前記筐体の外部に排気されるように構成されていることを特徴とする。
本発明の他の電力変換装置は、筐体と、前記筐体の内部空間に収容される変換回路とを備える。前記変換回路は、電源から入力された入力電力を所望の出力電力に変換して出力するように構成されている。前記筐体は、吸気孔と、排気孔とを有する。前記吸気孔は、前記筐体が設置されている設置場所である第１空間とは別の空間である第２空間と、前記筐体の前記内部空間のうち前記変換回路が設けられた空間とを繋いでいる。前記排気孔は、前記筐体の外部と、前記筐体の前記内部空間のうち前記変換回路が設けられた前記空間とを繋いでいる。前記吸気孔を通って前記第２空間から前記筐体の前記内部空間に空気が取り込まれ、前記筐体の前記内部空間の空気が前記排気孔から前記筐体の外部に排気されるように構成されていることを特徴とする。

本発明の装置取付構造は、上述の電力変換装置の前記筐体の前記内部空間と前記第２空間とを繋ぎ、前記第１空間と前記第２空間とを隔てている構造体に設けられている吸気用配管を備えることを特徴とする。

本発明の装置取付方法は、上述の電力変換装置の前記吸気孔を、前記第１空間と前記第２空間とを隔てている構造体に設けられている開口に併せる第１工程を備える。本発明の装置取付方法は、さらに上述の電力変換装置の前記筐体を前記構造体に固定する第２工程を備えることを特徴とする。

本発明の電力変換システムは、上述の電力変換装置と、前記電源を備える。前記変換回路は、前記電源と電気的に接続され、前記電源から入力された入力電力を出力電力に変換して、負荷機器に前記出力電力を供給するように構成されていることを特徴とする。

本発明の電力変換装置、装置取付構造、装置取付方法、及び電力変換システムは、筐体の内部空間の温度上昇及び湿度上昇を抑制することができるという効果がある。

図１は本発明の実施形態１に係る電力変換システムを示す構成図である。 図２は同上の電力変換装置を示す正面側斜視図である。 図３は同上の電力変換装置を示す背面側斜視図である。 図４は同上の電力変換装置の要部を示し、一部破断した斜視図である。 図５Ａは同上の変換回路の機能を示す概念図、図５Ｂは同上の変換回路を示すブロック図である。 図６は同上の変換回路を示す配置図である。 図７は同上の電力変換装置を示し、一部破断した右側面図である。 図８は同上の変形例の電力変換装置を示し、一部破断した右側面図である。 図９は同上の変形例の取付板を示す背面図である。 図１０は本発明の実施形態２に係る装置取付構造の右側面図である。 図１１は本発明の実施形態３に係る電力変換装置の背面側斜視図である。 図１２は同上の変換回路を示す配置図である。

以下、本発明の実施形態に係る電力変換装置１、装置取付構造６０、装置取付方法、及び電力変換システム１０について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の実施形態の一例に過ぎず、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で変更してもよい。以下の説明で特に断りが無い限り、図２に示す向きにおいて、上下、左右、及び前後方向を規定する。

（実施形態１）
本実施形態の電力変換システム１０について、図１を参照して説明する。電力変換システム１０は、図１に示すように、電力変換装置１と、太陽電池２と、分電盤３とを備える。太陽電池２は、分散型電源である。電力変換装置１は、太陽電池２と電気的に接続され、太陽電池２から直流電力が供給される。電力変換装置１は、太陽電池２から供給された直流電力を交流電力に変換する。また、電力変換装置１は、分電盤３と電気的に接続され、変換した交流電力を分電盤３に供給する。分電盤３は、照明器具などの負荷機器４に交流電力を供給する。

電力変換システム１０は、太陽電池２の発電電力のうち、負荷機器４で使用されなかった交流電力を余剰電力として、商用交流電源５へ逆潮流させることが可能である。また、電力変換システム１０は、蓄電池を備えてもよい。蓄電池は、電力変換装置１に電気的に接続されている。そして、電力変換装置１は、蓄電池の放電機能及び充電機能を備えている。この場合、電力変換システム１０では、蓄電池に蓄電された直流電力を基に、電力変換装置１によって変換された交流電力が負荷機器４に供給される。

なお、蓄電池は、電力変換装置１と一体型に形成されていてもよい。また、蓄電池は、電力変換装置１と別体形成されていてもよい。電力変換装置１に電力を供給する分散型電源は、太陽電池２に限定されず、電力変換システム１０は、風力発電装置、地熱発電装置などから直流電力が電力変換装置１に供給されるように構成されてもよい。

電力変換装置１が屋内における温度及び湿度の高い環境下の第１空間１００、例えば、脱衣所に設置された場合について、図２、図３、及び図４を参照して、説明する。

電力変換装置１は、図２に示すように、筐体１１と、変換回路１２とを備える。電力変換装置１は、さらに、図３及び図４に示すように、吸気用配管１３と、排気用配管１４と、吸気用ファン１５と、排気用ファン１６とを備える。

筐体１１は、図２に示すように、本体１１１と、カバー１１２とを備える。本体１１１は、金属によって、前側が開口した矩形の箱形に形成され、内部に変換回路１２が収容されている。カバー１１２は、金属によって、後側が開口した矩形の箱形に形成されている。カバー１１２は、前面１１２ａに、操作部１１３と、表示部１１４とを備える。操作部１１３は、運転ボタン１１３ａ、表示切替ボタン１１３ｂによって構成されている。表示部１１４は、液晶パネル１１４ａ、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）１１４ｂによって構成されている。カバー１１２は、本体１１１の開口を覆うように、本体１１１に対して開閉可能に本体１１１に保持されている。カバー１１２が閉じている場合、本体１１１とカバー１１２との間から空気が入らないように、本体１１１とカバー１１２との間は、パッキンなどによって密閉されている。本体１１１とカバー１１２とで囲まれた空間を、筐体１１の内部空間１１ａとする。なお、本体１１１及びカバー１１２のそれぞれは、合成樹脂材料によって、形成されてもよい。

筐体１１は、さらに、図３に示すように、本体１１１の背面１１１ａに、それぞれが円形に形成された第１挿通孔１１１ｄと、第２挿通孔１１１ｅとを備える。第１挿通孔１１１ｄ及び第２挿通孔１１１ｅは、上下方向に並んで形成されている。第１挿通孔１１１ｄは、第２挿通孔１１１ｅよりも下側に形成されている。

吸気用配管１３は、合成樹脂材料によって、円筒形状に形成されている。吸気用配管１３は、第１端１３１が筐体１１の内部空間１１ａに配置されるように第１挿通孔１１１ｄに挿入されている。以下、吸気用配管１３の内部空間を吸気孔１１５とする。吸気孔１１５は、筐体１１の内部空間１１ａと筐体１１の外部とを繋いでいる。

吸気用配管１３の吸気孔１１５には、一端が変換回路１２に電気的に接続されている第１ケーブル１７１が収容されている。第１ケーブル１７１の他端は、分電盤３に電気的に接続されている（図１参照）。

なお、吸気用配管１３と第１挿通孔１１１ｄとの間に隙間がある場合、吸気用配管１３と第１挿通孔１１１ｄとの間がパッキン又はパテなどで覆われていることが好ましい。

排気用配管１４は、合成樹脂材料によって、円筒形状に形成されている。排気用配管１４は、第１端１４１が筐体１１の内部空間１１ａに配置されるように第２挿通孔１１１ｅに挿入されている。以下、排気用配管１４の内部空間を排気孔１１６とする。排気孔１１６は、筐体１１の内部空間１１ａと筐体１１の外部とを繋いでいる。

排気用配管１４の排気孔１１６には、一端が変換回路１２に電気的に接続されている第２ケーブル１７２が収容されている。第２ケーブル１７２の他端は、太陽電池２に電気的に接続されている（図１参照）。

なお、排気用配管１４と第２挿通孔１１１ｅとの間に隙間がある場合、排気用配管１４と第２挿通孔１１１ｅとの間がパッキン又はパテなどで覆われていることが好ましい。

吸気用ファン１５は、図４に示すように、吸気用配管１３の第１端１３１に配置され、筐体１１の内部空間１１ａに空気が流れるように筐体１１の外部から空気を取り込む。筐体１１の内部空間１１ａに配置されている吸気用配管１３の第１端１３１には、切欠き１３３が設けられている。第１ケーブル１７１は、切欠き１３３に通されることで、吸気用ファン１５に接触することなく、筐体１１の内部空間１１ａに引き回されることができる。

排気用ファン１６は、排気用配管１４の第１端１４１に配置され、筐体１１の内部空間１１ａの空気を筐体１１の外部へ排気する。筐体１１の内部空間１１ａに配置されている排気用配管１４の第１端１４１には、切欠き１４３が設けられている。第２ケーブル１７２は、切欠き１４３に通されることで、排気用ファンに接触することなく、筐体１１の内部空間１１ａに引き回されることができる。

吸気用ファン１５と排気用ファン１６とが動作することで、筐体１１の外部から吸気孔１１５を通って筐体１１の内部空間１１ａに空気が取り込まれる。そして、筐体１１の内部空間１１ａの空気は、排気孔１１６に向かって流れる。このように、筐体１１の内部空間１１ａにおいて、吸気孔１１５から排気孔１１６に向かって空気が流れる経路が通気経路１８である。電力変換装置１は、吸気用ファン１５及び排気用ファン１６を備えることで、筐体１１の内部空間１１ａに通気経路１８が形成されて、内部空間１１ａに、より効率良く空気を流すことができる。したがって、筐体１１の内部空間１１ａの放熱量をより多くすることができる。

変換回路１２は、図５Ａに示すように、ＤＣＤＣコンバータ１２１と、ＤＣＡＣインバータ１２２と、直流リアクトル（以下、ＤＣＬと呼ぶ）１２３と、交流リアクトル（以下、ＡＣＬと呼ぶ）１２４とを備える。変換回路１２は、さらに制御回路１２５と、電源回路１２６と、第１コネクタ１２７と、第２コネクタ１２８とを備える。変換回路１２は、筐体１１の内部空間１１ａに収容されており、通気経路１８に配置されている。

第１コネクタ１２７は、第１ケーブル１７１の一端が接続されている。また、第２コネクタは、第２ケーブル１７２の一端が接続されている。

ＤＣＤＣコンバータ１２１は、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）、及び電解コンデンサなどの電子部品で構成されている昇圧チョッパである。ＤＣＤＣコンバータ１２１の入力は、図５Ｂに示すように、第２コネクタ１２８を介して、太陽電池２と電気的に接続され、太陽電池２によって発生した直流電力をＤＣＡＣインバータ１２２に適した直流電力に変換する。ＤＣＤＣコンバータ１２１は、例えば、最大電力点追従制御機能を有し、日射量及び気温によって変化する太陽電池２の出力から、最大の電力量が取り出せるように構成されている。

ＤＣＬ１２３は、ＤＣＤＣコンバータ１２１の出力と、ＤＣＡＣインバータ１２２の入力との間に電気的に接続されている。ＤＣＬ１２３は、ＤＣＤＣコンバータ１２１から入力された直流電力の脈動を平滑化し、平滑した直流電力をＤＣＡＣインバータ１２２に出力する。

ＤＣＡＣインバータ１２２は、例えば、複数のＭＯＳＦＥＴ及び電解コンデンサなどで構成されるフルブリッジ型のインバータ回路である。ＤＣＡＣインバータ１２２の入力は、ＤＣＤＣコンバータ１２１の出力と電気的に接続されている。ＤＣＡＣインバータ１２２には、ＤＣＤＣコンバータ１２１によって変換された直流電力が入力される。ＤＣＡＣインバータ１２２の出力は、入力された直流電力を交流電力に変換し、変換した交流電力をＡＣＬ１２４に出力する。

ＡＣＬ１２４は、ＤＣＡＣインバータ１２２の出力と分電盤３の入力との間に電気的に接続されている。ＡＣＬ１２４は、ＤＣＡＣインバータ１２２から出力される交流電力のノイズ成分を減衰し、ノイズ成分を減衰した交流電力を第１コネクタ１２７を介して分電盤３に出力する。

制御回路１２５は、例えば、メモリなどを有するマイクロコントローラ（以下、マイコンと略す）などの電子部品で構成され、電力制御部１２５ａとファン制御部１２５ｂとを備える。電力制御部１２５ａは、ＤＣＤＣコンバータ１２１及びＤＣＡＣインバータ１２２を制御する。より詳細には、電力制御部１２５ａは、ＤＣＤＣコンバータ１２１及びＤＣＡＣインバータ１２２のＭＯＳＦＥＴのそれぞれをスイッチング制御する。また、電力制御部１２５ａは、ＤＣＡＣインバータ１２２が出力する交流電力の位相制御を行う。

ファン制御部１２５ｂは、吸気用ファン１５と排気用ファン１６のそれぞれの動作を制御する。ファン制御部１２５ｂは、図５Ａに示すように、筐体１１の内部空間１１ａの湿度を監視する湿度センサ１２５ｃを有する。マイコンのメモリには、第１閾値と、第１閾値よりも低い第２閾値とが予め記憶されている。ファン制御部１２５ｂは、筐体１１の内部空間１１ａの湿度が上昇し、湿度が第１閾値よりも高くなると、吸気用ファン１５と排気用ファン１６とを動作させる。ファン制御部１２５ｂは、筐体１１の内部空間１１ａの湿度が下降し、湿度が第２閾値よりも低くなると、吸気用ファン１５と排気用ファン１６とを停止させる。

また、ファン制御部１２５ｂは、筐体１１の内部空間１１ａの温度を監視する温度センサ１２５ｄをさらに有する。マイコンのメモリには、第３閾値と、第３閾値よりも低い第４閾値とが予め記憶されている。ファン制御部１２５ｂは、筐体１１の内部空間１１ａの温度が上昇し、温度が第３閾値よりも高くなると、吸気用ファン１５と排気用ファン１６とを動作させる。ファン制御部１２５ｂは、筐体１１の内部空間１１ａの温度が下降し、温度が第４閾値よりも低くなると吸気用ファン１５と排気用ファン１６とを停止させる。

なお、ファン制御部１２５ｂは、吸気用ファン１５及び排気用ファン１６を同時に動作又は停止させる必要はない。また、ファン制御部１２５ｂは、筐体１１の内部空間１１ａの温度及び湿度によって吸気用ファン１５と排気用ファン１６のそれぞれの風量を増減させるように制御してもよい。

電源回路１２６は、電子部品によって構成されている。電源回路１２６は、図５Ｂに示すように、商用交流電源５と電気的に接続され、商用交流電源５から交流電力が供給される。電源回路１２６は、供給された交流電力を直流電力に変換し、制御回路１２５を駆動するための駆動電力を制御回路１２５に供給する。なお、電源回路１２６は、太陽電池２と電気的に接続されていてもよい。電源回路１２６は、太陽電池２から直流電力が供給されることで、停電時などにおいても、制御回路１２５を駆動させることができる。つまり、電力変換システム１０において、商用交流電源５から交流電力が供給されなくても、電力変換装置１は、負荷機器４に交流電力を供給することができる。

ＤＣＤＣコンバータ１２１及びＤＣＡＣインバータ１２２は、図６に示すように、筐体１１の内部空間１１ａに、パワー回路基板１９１によって実現されている。つまり、パワー回路基板１９１は、ＤＣＤＣコンバータ１２１及びＤＣＡＣインバータ１２２を構成している。なお、図６において、吸気用ファン１５及び排気用ファン１６は省略されている。パワー回路基板１９１は、基板に、ＤＣＤＣコンバータ１２１のＭＯＳＦＥＴ，電解コンデンサなどの電子部品と、ＤＣＡＣインバータ１２２のＭＯＳＦＥＴ，電解コンデンサなどの電子部品とが実装されて構成されている。制御回路基板１９２は、基板に制御回路１２５のマイコン、湿度センサ１２５ｃ、温度センサ１２５ｄなどの電子部品が実装されて構成されている。電源回路基板１９３は、基板に電源回路１２６の電子部品が実装されて構成されている。パワー回路基板１９１、ＤＣＬ１２３、ＡＣＬ１２４、制御回路基板１９２、及び電源回路基板１９３は、通気経路１８上に配置されている。

パワー回路基板１９１は、筐体１１の内部空間１１ａにおいて後面に配置されている。ＤＣＬ１２３は、パワー回路基板１９１の左側に配置されている。ＡＣＬ１２４は、パワー回路基板１９１の左側であって、ＤＣＬ１２３の上側に配置されている。制御回路基板１９２は、スペーサなどを使用してパワー回路基板１９１の前側に配置され、筐体１１の内部空間１１ａの下側に配置されている。電源回路基板１９３は、スペーサなどを使用してパワー回路基板１９１の前側に配置され、制御回路基板１９２の上側に配置されている。パワー回路基板１９１には、複数のＭＯＳＦＥＴ及び比較的容量の大きい複数の電解コンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３、例えばアルミ電解コンデンサ、が実装されている。複数のＭＯＳＦＥＴ及び複数の電解コンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３の発熱量は、変換回路１２の動作時に大きくなる。特に、複数の電解コンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３のそれぞれは、周囲温度及び発熱によって高温状態が持続すると、寿命が短くなってしまう虞がある。本実施形態の電力変換装置１では、複数のＭＯＳＦＥＴや複数の電解コンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３などの発熱量の大きい電子部品に、筐体１１の外部からの空気を当てて、電子部品の放熱性能を向上させるように構成されている。つまり、吸気孔１１５から取り込まれた空気が通気経路１８を通過することで、特にパワー回路基板１９１の放熱効果を高めることができる。

ところで、本実施形態の電力変換装置１は、温度及び湿度の高い環境下である第１空間１００に設置されている（図１参照）。吸気孔１１５から取り込む空気が温度及び湿度の高い空気である場合、筐体１１の内部空間１１ａの温度及び湿度が上昇するので、温度上昇及び湿度上昇によって樹脂（部品の樹脂、ウレタンポッティング）が劣化してしまう加水分解及び結露が発生してしまう虞がある。そこで、図７に示すように、電力変換装置１が設置されている温度及び湿度の高い第１空間１００とは別の空間（以下、第２空間１０１と呼ぶ）から、吸気用配管１３を使用して空気を取り込む。第１空間１００は、電力変換装置１が設置されている空間である。第２空間１０１は、温度及び湿度が第１空間１００よりも低い空間である。なお、以下の説明において、特に断りのない限り、第１空間１００の壁６の内部空間を第２空間１０１として説明する。

吸気用配管１３の第２端１３２が第２空間１０１に配置されている。つまり、吸気用配管１３は、筐体１１の内部空間１１ａと第２空間１０１とを繋いでいる。筐体１１の内部空間１１ａと第２空間１０１とが、吸気用配管１３によって繋がっていることで、第２空間１０１の空気が吸気用配管１３を通って、筐体１１の内部空間１１ａに取り込まれる。

排気用配管１４の第２端１４２が第２空間１０１に配置されている。つまり、排気用配管１４は、筐体１１の内部空間１１ａと第２空間１０１とを繋いでいる。筐体１１の内部空間１１ａと第２空間１０１とが排気用配管１４によって繋がることで、筐体１１の内部空間１１ａの暖められた空気が第２空間１０１に排気される。したがって、通気経路１８から排気される空気による第１空間１００の温度上昇を抑制することができる。

次に、電力変換装置１を壁（構造体）６に取り付ける装置取付方法について、図７を参照して説明する。ただし、以下に説明する装置取付方法は一例であって、以下に説明した方法以外の方法によって電力変換装置１が取り付けられることは可能である。

図７に示すように、壁６には、予め、電力変換装置１を引っ掛けるためのねじ６１がねじ込まれているとする。また、壁６は、吸気用配管１３に対応する第１開口６２と、排気用配管１４に対応する第２開口６３が設けられているとする。

本体１１１の背面１１１ａには、だるま穴１１１ｂが形成されている（図３参照）。だるま穴１１１ｂに、ねじ６１のねじ頭が引掛けられて、筐体１１は、壁６に仮止めされる。

次に、吸気用配管１３の第２端１３２及び排気用配管１４の第２端１４２のそれぞれが第２空間１０１に配置される第１工程について説明する。筐体１１の外側に露出している吸気用配管１３の第２端１３２が壁６の内部空間である第２空間１０１に配置されるように、吸気用配管１３は、壁６に設けられている第１開口６２に第１空間１００側から挿入される。筐体１１の外側に露出している排気用配管１４の第２端１４２が第２空間１０１に配置されるように、排気用配管１４は、壁６に設けられている第２開口６３に第１空間１００側から挿入される。次に、筐体１１が壁６に固定される第２工程について説明する。第１筐体固定ねじ８１のそれぞれは、筐体１１の内部空間１１ａから、本体１１１の背面１１１ａに設けられた７つのねじ挿通孔１１１ｃに一対一に挿通され、壁６にねじ込まれる。このように、筐体１１は、壁６に固定される（図３参照）。

なお、吸気用配管１３と第１開口６２との間に隙間がある場合、吸気用配管１３と第１開口６２との間は、パッキン又はパテなどで覆われていることが好ましい。また、排気用配管１４と第２開口６３との間に隙間がある場合、排気用配管１４と第２開口６３との間は、パッキン又はパテなどで覆われていることが好ましい。

また、だるま穴１１１ｂを通じて、筐体１１の内部空間１１ａと第２空間１０１とが繋がらないように、筐体１１の内部空間１１ａ側は、例えば、一面が開口する箱形のカバーによって、覆われていることが好ましい。

本実施形態の電力変換装置１は、上述のように構成されるので、第１空間１００が温度及び湿度の高い空間であっても、第１空間１００よりも温度及び湿度の低い空間である第２空間１０１から吸気孔１１５を通って空気を取り込むことができる。さらに、電力変換装置１では、当該空気が通気経路１８を通って、排気孔１１６から排気するように構成されている。したがって、電力変換装置１は、筐体１１の内部空間１１ａの温度上昇及び湿度上昇を抑制することができる。

また、本実施形態の電力変換システム１０は、上述のように構成される電力変換装置１を使用するので、筐体１１の内部空間１１ａの温度上昇及び湿度上昇を抑制することができる。

なお、本実施形態では、屋内における温度及び湿度の高い環境下の空間に電力変換装置１を設置する場合について説明したが、例えば、電力変換装置１が屋外に設置される場合を想定してもよい。この場合、第１空間１００は、温度及び湿度が高い屋外である。第２空間１０１は、第１空間１００と壁などによって隔てられている、例えば、空調が整備された室内など、第１空間１００よりも温度及び湿度の低い空間であればよい。また、第２空間１０１は、外壁によって隔てられている屋外の空間でもよい。

なお、吸気孔１１５と排気孔１１６は１つの配管で構成されていてもよい。この場合、例えば、吸気用ファン１５及び排気用ファン１６が当該配管の一端に配置され、当該配管は、吸気と排気を行うように構成されている。

また、吸気用配管１３の径は、第１挿通孔１１１ｄの径よりも大きく形成されてもよい。吸気用配管１３の第１端１３１の端縁は、本体１１１の背面１１１ａに接触するように配置される。この場合、第２空間１０１からの空気が第１空間１００に漏れないように、吸気用配管１３の第１端１３１の端縁と本体１１１の背面１１１ａとの間がパッキン又はパテなどで覆われていることが好ましい。排気用配管１４の径は、第２挿通孔１１１ｅの径よりも大きく形成されてもよい。排気用配管１４の第１端１４１の端縁は、本体１１１の背面１１１ａに接触するように配置される。この場合、筐体１１の内部空間１１ａの空気が第１空間１００に漏れないように、排気用配管１４の第１端１４１の端縁と本体１１１の背面１１１ａとの間がパッキン又はパテなどで覆われていることが好ましい。

また、吸気用配管１３は、電力変換装置１の必須の構成要件ではなく、吸気用配管１３を使用せず、第１挿通孔１１１ｄを吸気孔１１５として使用してもよい。この場合、吸気孔１１５と壁６に設けられている第１開口６２との間をパッキン又はパテなどで覆うようにして筐体１１の内部空間１１ａと第２空間１０１とが繋がっていてもよい。また、排気用配管１４は、電力変換装置１の必須の構成要件ではなく、排気用配管１４を使用せず、第２挿通孔１１１ｅを排気孔１１６として使用してもよい。排気孔１１６と壁６に設けられている第２開口６３との間をパッキン又はパテなどで覆うようにして筐体１１と内部空間１１ａと第２空間１０１とが繋がっていてもよい。

さらに、吸気孔１１５と排気孔１１６は１つの挿通孔で構成されていてもよい。この場合、例えば、吸気用ファン１５及び排気用ファン１６が当該挿通孔に配置され、当該挿通孔は、吸気と排気を行うように構成されている。

吸気用配管１３、排気用配管１４の形状及び材料は、本実施形態に限定されない。

また、吸気孔１１５及び排気孔１１６は、上下方向に並ぶようにして形成される必要はない。さらに、吸気孔１１５及び排気孔１１６が形成される場所は、本体の背面１１１ａの右側に形成されなくてもよい。さらに、吸気孔１１５及び排気孔１１６は、本体１１１の背面１１１ａに形成されなくてもよく、それぞれが本体１１１の側面又は下面に形成されてもよい。

吸気用ファン１５及び排気用ファン１６は、電力変換装置１の必須の構成要件ではない。また、吸気用ファン１５は、筐体１１の内部空間１１ａに配置される必要はなく、吸気用配管１３の第２端１３２に配置されてもよい。さらに、排気用ファン１６は、筐体１１の内部空間１１ａに配置される必要はなく、排気用配管１４の第２端１４２に配置されてもよい。

電力変換装置１が吸気用ファン１５及び排気用ファン１６を備えていない場合であっても、吸気孔１１５から排気孔１１６に向かって空気が流れる経路が通気経路１８である。通気経路１８は、吸気孔１１５及び排気孔１１６の配置場所によって変化する。

パワー回路基板１９１、ＤＣＬ１２３、ＡＣＬ１２４、制御回路基板１９２、電源回路基板１９３の配置は、本実施形態に限定されない。

本実施形態の電力変換装置１は、筐体１１と、筐体１１の内部空間１１ａに収容される変換回路１２とを備える。変換回路１２は、分散型電源（太陽電池）２から入力された入力電力を所望の出力電力に変換して出力するように構成されている。筐体１１は、吸気孔１１５と、排気孔１１６とを有する。吸気孔１１５は、筐体１１が設置されている設置場所である第１空間１００とは別の空間である第２空間１０１と筐体１１の内部空間１１ａとを繋いでいる。排気孔１１６は、筐体１１の外部と、筐体１１の内部空間１１ａとを繋いでいる。吸気孔１１５を通って第２空間１０１から筐体１１の内部空間１１ａに空気が取り込まれ、筐体１１の内部空間１１ａの空気が排気孔から筐体１１の外部に排気されるように構成されている。

本実施形態の電力変換装置１は、上述のように構成されるので、筐体１１の内部空間１１ａの温度上昇及び湿度上昇を抑制することができる。

本実施形態の電力変換装置１では、筐体１１の内部空間１１ａにおいて、吸気孔１１５を通って第２空間１０１から取り込まれた空気が排気孔１１６に向かって流れる通気経路１８に変換回路１２が配置されていることが好ましい。

本実施形態の電力変換装置１が上述のように構成されると、変換回路１２の放熱量が多くなり、変換回路１２の温度上昇を抑制することができる。

本実施形態の電力変換装置１は、吸気用ファン１５と排気用ファン１６の少なくとも一方をさらに備えることが好ましい。吸気用ファン１５は、吸気孔１１５に配置され、第２空間１０１から筐体１１の内部空間１１ａに空気を取り込むように構成されていることが好ましい。排気用ファン１６は、排気孔１１６に配置され、筐体１１の内部空間１１ａの空気が筐体１１の外部に排気されるように構成されていることが好ましい。

本実施形態の電力変換装置１が上述のように構成されると、筐体１１の内部空間１１ａの温度上昇及び湿度上昇を効率良く抑制することができる。

本実施形態の電力変換装置１は、筐体１１の内部空間１１ａの空気の湿度の値が閾値（第１閾値）よりも高くなると吸気用ファン１５及び排気用ファン１６の少なくとも一方を動作させるファン制御部１２５ｂをさらに備えることが好ましい。

本実施形態の電力変換装置１が上述のように構成されると、ファン制御部１２５ｂが筐体１１の内部空間１１ａの湿度が高いときだけ吸気用ファン１５及び排気用ファン１６の少なくとも一方を動作させるので、電力変換装置１での電力消費を低減することができる。

本実施形態の電力変換装置１において、排気孔１１６は、筐体１１の内部空間１１ａと前記第２空間１０１とを繋いでいることが好ましい。

本実施形態の電力変換装置１が上述のように構成されると、筐体１１の内部空間１１ａで温度及び湿度の高い空気が第１空間１００に排気されないので、第１空間１００の温度上昇及び湿度上昇を抑制することができる。

本実施形態の電力変換装置１は、吸気孔１１５と排気孔１１６とが筐体１１に設けられた１つの開口（挿通孔）で構成されていることが好ましい。

本実施形態の電力変換装置１が上述のように構成されると、電力変換装置１を壁６に容易に取り付けることができる。

本実施形態の電力変換装置１は、排気用配管１４をさらに備えることが好ましい。排気用配管１４は、筐体１１に形成されている挿通孔（第２挿通孔）１１１ｅに挿入され、筐体１１の内部空間１１ａと第２空間１０１とを繋いでいることが好ましい。

本実施形態の電力変換装置１が上述のように構成されると、電力変換装置１を壁に容易に取り付けることができる。

本実施形態の電力変換装置１は、一端が変換回路１２に電気的に接続されているケーブル（第２ケーブル）１７２を排気孔１１６に収容していることが好ましい。

本実施形態の電力変換装置１が上述のように構成されると、第２ケーブル１７２を筐体１１の内部空間１１ａに引き回すために、筐体１１に別の挿通孔を形成する必要がなく、筐体１１の密閉性が向上する。

本実施形態の装置取付方法は、電力変換装置１の吸気孔１１５を、第１空間１００と第２空間１０１とを隔てている構造体（壁）６に設けられている開口（第１開口）６２に併せる第１工程を備える。装置取付方法は、さらに電力変換装置１の筐体１１を構造体（壁）６に固定する第２工程を備える。

本実施形態の装置取付方法は、上述のように構成されるので、筐体１１の内部空間１１ａの温度上昇及び湿度上昇を抑制することができる。

本実施形態の電力変換システム１０は、電力変換装置１と、分散型電源（太陽電池）２を備える。変換回路１２は、分散型電源（太陽電池）２と電気的に接続され、分散型電源から入力された入力電力を出力電力に変換して、負荷機器４に出力電力を供給するように構成されている。

本実施形態の電力変換システムは１０は、上述のように構成されるので、筐体１１の内部空間１１ａの温度上昇及び湿度上昇を抑制することができる。

本実施形態の電力変換装置１の変形例について、図８及び図９を参照して説明する。電力変換装置１が、取付板７を備える点が上述の電力変換装置１と異なる。

電力変換装置１の本体１１１の背面１１１ａには、図８に示すように、左右方向から見てＬ字形状であって、左右方向に長尺な２つの引掛片１１７が形成されている。引掛片１１７は、本体１１１の背面１１１ａに、左右方向に並んで形成されている。

取付板７は、図９に示すように、金属などによって、矩形板状に形成されている。取付板７は、第３開口７１と、第４開口７２と、仮止め孔７３と、８つの壁固定挿通孔７４と、２つの本体凸部７５と、本体固定挿通孔７６とを備える。

第３開口７１は、吸気用配管１３が挿入される開口である。第４開口７２は、排気用配管１４が挿入される開口である。仮止め孔７３は、だるま穴であって、壁６に予めねじ込められているねじ６１のねじ頭が取付板７の前側から引掛けられる孔である。８つの壁固定挿通孔７４は、取付板７を壁６に固定するための壁固定ねじ８２が挿入される挿通孔である。２つの本体凸部７５は、左右方向に並んで形成され、それぞれが前側に突出する矩形状に形成され、それぞれの上部に、対応する２つの引掛片１１７の一端が差し込まれる差込孔７５１を備える。本体固定挿通孔７６は、電力変換装置１を取付板７に固定するために使用される第２筐体固定ねじ８３が挿入される挿通孔である。

取付板７を使用して、電力変換装置１を壁６に取り付ける装置取付方法について図８及び図９を参照して説明する。ただし、以下の説明する装置取付方法は一例であって、以下の説明以外の方法によって電力変換装置１が壁６に取り付けられることは可能である。

壁６には、予め、取付板７を引っ掛けるためのねじ６１がねじ込まれているとする。また、壁６は、吸気用配管１３に対応する第１開口６２と、排気用配管１４に対応する第２開口６３が設けられているとする。

取付板７は、第１開口６２と第３開口７１と、かつ第２開口６３と第４開口７２とが、前後方向に重なるように壁６に配置される。取付板７は、ねじ６１のねじ頭を仮止め孔７３に引掛けられることで、壁６に仮止めされる。取付板７の前側から８つの壁固定挿通孔７４のそれぞれに壁固定ねじ８２を挿通することで、取付板７は、壁６に固定される。

筐体１１の外側に露出している吸気用配管１３の第２端１３２が第２空間１０１に配置されるように、吸気用配管１３は、取付板７の第３開口７１及び第１開口６２に第１空間１００側から挿入される。筐体１１の外側に露出している排気用配管１４の第２端１４２が第２空間１０１に配置されるように、排気用配管１４は、取付板７の第４開口７２及び第２開口６３に第１空間１００側から挿入される。

本体１１１の背面１１１ａに形成される引掛片１１７のそれぞれが、対応する本体凸部７５の差込孔７５１に差し込まれて取付板７に引掛けられることで、筐体１１は、取付板７に仮止めされる。筐体１１の内部空間１１ａ側から、本体１１１の背面１１１ａに設けられている挿通孔を介して本体固定挿通孔７６に第２筐体固定ねじ８３を挿通することで、筐体１１は取付板７に取り付けられる。この結果、筐体１１は、取付板７に取り付けられることで、壁６に固定される。

変形例の電力変換装置１は、上述のように構成されるので、筐体１１の内部空間１１ａと第２空間１０１とが繋がり、筐体１１を容易に壁６に取り付けることができる。

（実施形態２）
本実施形態の装置取付構造６０について、図１０を参照して説明する。なお、実施形態１と重複する構成については、同じ符号を付し、詳しい説明は省略する。

本実施形態では、図１０に示すように、壁６に壁側吸気用配管６４と壁側排気用配管６５とが取り付けられている。本実施形態では、壁側吸気用配管６４と壁側排気用配管６５とで構成される構造を装置取付構造６０と呼ぶ。また、電力変換装置１は、吸気用配管１３及び排気用配管１４を備えていない場合を想定して例示する。

壁側吸気用配管６４は、合成樹脂材料によって、円筒形状に形成されている。壁側吸気用配管６４は、壁６に形成された第１開口６２に挿入され、第１空間１００と第２空間１０１とを繋いでいる。つまり、壁側吸気用配管６４の第１端６４１は、第１空間１００に配置され、第２端６４２は、第２空間１０１に配置されている。壁側排気用配管６５は、合成樹脂材料によって、円筒形状に形成されている。壁側排気用配管６５は、壁６に形成された第２開口６３に挿入され、第１空間１００と第２空間１０１とを繋いでいる。つまり、壁側排気用配管６５の第１端６５１は、第１空間１００に配置され、第２端６５２は、第２空間１０１に配置されている。

電力変換装置１を壁６に取り付ける場合について説明する。なお、電力変換装置１の第１挿通孔１１１ｄが吸気孔に相当し、吸気孔１１１ｄとする。また、電力変換装置１の第２挿通孔１１１ｅが排気孔に相当し、排気孔１１１ｅとする。壁側吸気用配管６４が電力変換装置１の吸気孔１１１ｄに挿入されて、第１端６４１が筐体１１の内部空間１１ａに配置される。壁側排気用配管６５が電力変換装置１の排気孔１１１ｅに挿入されて、第１端６５１が筐体１１の内部空間１１ａに配置される。

本実施形態の装置取付構造６０は、上述のように構成されるので、電力変換装置１が吸気用配管１３及び排気用配管１４とを備えていない場合でも、電力変換装置１を壁６に容易に取り付けることができる。

なお、電力変換装置１は、吸気用配管１３と、排気用配管１４とを備えていてもよい。例えば、壁側吸気用配管６４の径が電力変換装置１の吸気用配管１３の径よりも大きいとする。この場合、吸気用配管１３が壁側吸気用配管６４の第１端６４１側から挿入されるなどして壁側吸気用配管６４は、吸気用配管１３と接続される。また、例えば、壁側排気用配管６５の径が電力変換装置１の排気用配管１４の径よりも大きいとする。この場合、排気用配管１４が壁側排気用配管６５の第１端６５１側から挿入されるなどして壁側排気用配管６５は、排気用配管１４と接続される。

なお、壁側吸気用配管６４の径と吸気用配管１３の径との大きさの関係は、本実施形態に限定されない。

また、壁側吸気用配管６４と第１開口６２との間に隙間がある場合、壁側吸気用配管６４と第１開口６２との間は、パッキン又はパテなどで覆われていることが好ましい。また、壁側排気用配管６５と第２開口６３との間に隙間がある場合、壁側排気用配管６５と第２開口６３との間は、パッキン又はパテなどで覆われていることが好ましい。

本実施形態の電力変換装置１及び装置取付構造６０は、上述のように構成されるので、筐体１１の内部空間１１ａの温度上昇及び湿度上昇を抑制することができる。

本実施形態の装置取付構造６０は、電力変換装置１の筐体１１の内部空間１１ａと第２空間１０１とを繋ぎ、第１空間１００と第２空間１０１とを隔てている構造体（壁）６に設けられている壁側吸気用配管（吸気用配管）６４を備える。

本実施形態の装置取付構造は、上述のように構成されるので、筐体１１の内部空間１１ａの温度上昇及び湿度上昇を抑制することができる。

（実施形態３）
本実施形態の電力変換装置１Ａについて、図１１及び図１２を参照して説明する。なお、実施形態１と重複する構成については、同じ符号を付し、詳しい説明は省略する。

本実施形態の電力変換装置１Ａは、排気孔１１６Ａが筐体１１の上面に形成されている点が実施形態１と相違する。さらに、本実施形態の電力変換装置１Ａは、第２挿通孔１１１ｅが本体１１１の背面１１１ａに形成されていない点が実施形態１と相違する。

電力変換装置１Ａは、図１１に示すように、矩形状の開口であって、筐体１１の上面に排気孔１１６Ａが形成されている。排気孔１１６Ａは、筐体１１と内部空間１１ａと第１空間１００とを繋いでいる。

図１２に示すように、吸気孔１１５から取り込まれた空気は、吸気用ファン１５及び排気用ファン１６が動作することで筐体１１の内部空間１１ａの下側から排気孔１１６Ａに向かって上向きに流れる。このように、筐体１１の内部空間１１ａにおいて、吸気孔１１５から排気孔１１６Ａに向かって空気が流れる経路が通気経路１８Ａである。変換回路１２は、筐体１１の内部空間１１ａに収容されており、通気経路１８Ａに配置されている。

本実施形態の電力変換装置１Ａは、上述のように構成されるので、第１空間１００が湿度の高い空間であっても、第１空間１００よりも温度及び湿度の低い空間である第２空間１０１から空気を取り込むことが可能である。したがって、電力変換装置１Ａは、筐体１１と内部空間１１ａの温度上昇及び湿度上昇を抑制することができる。さらに、排気孔１１６Ａが筐体１１の内部空間１１ａと第１空間１００とを繋いでいるので、排気管が必要なく、電力変換装置１Ａの取り付けが容易になる。

なお、排気孔１１６Ａの形状は、本実施形態に限定されない。例えば、排気孔１１６Ａは、矩形状に開口した複数のスリットで構成されてもよい。

電力変換装置１が吸気用ファン１５及び排気用ファン１６を備えていない場合であっても、吸気孔１１５から排気孔１１６に向かって空気が流れる経路が通気経路１８Ａである。通気経路１８Ａは、吸気孔１１５及び排気孔１１６の配置場所によって変化する。

本実施形態の電力変換装置１Ａにおいて、排気孔１１６Ａは、筐体１１の内部空間１１ａと第１空間１００とを繋いでいる。

本実施形態の電力変換装置１Ａが上述のように構成されると、電力変換装置１Ａが壁６に容易に取り付けることができる。

１ 電力変換装置
１０ 電力変換システム
１００ 第１空間
１０１ 第２空間
１１ 筐体
１１ａ 内部空間
１１１ｅ 第２挿通孔（挿通孔）
１２ 変換回路
１２５ｂ ファン制御部
１１５ 吸気孔
１１６ 排気孔
１４ 排気用配管
１５ 吸気用ファン
１６ 排気用ファン
１７２ 第２ケーブル
１８ 通気経路
２ 太陽電池（分散型電源）
４ 負荷機器
６ 壁（構造体）
６０ 装置取付構造
６２ 第１開口
６４ 壁側吸気用配管（吸気用配管）

Claims (13)

1. 筐体と、前記筐体の内部空間に収容される変換回路とを備え、
   前記変換回路は、電源から入力された入力電力を所望の出力電力に変換して出力するように構成され、
   前記筐体は、吸気孔と、排気孔とを有し、
   前記吸気孔は、前記筐体が設置されている設置場所である第１空間とは別の空間である第２空間と前記筐体の前記内部空間とを繋ぎ、
   前記排気孔は、前記筐体の外部と、前記筐体の前記内部空間とを繋ぎ、
   前記吸気孔を通って前記第２空間から前記筐体の前記内部空間に空気が取り込まれ、前記筐体の前記内部空間の空気が前記排気孔から前記筐体の外部に排気されるように構成されている
   ことを特徴とする電力変換装置。
2. 筐体と、前記筐体の内部空間に収容される変換回路とを備え、
   前記変換回路は、電源から入力された入力電力を所望の出力電力に変換して出力するように構成され、
   前記筐体は、吸気孔と、排気孔とを有し、
   前記吸気孔は、前記筐体が設置されている設置場所である第１空間とは別の空間である第２空間と、前記筐体の前記内部空間のうち前記変換回路が設けられた空間とを繋ぎ、
   前記排気孔は、前記筐体の外部と、前記筐体の前記内部空間のうち前記変換回路が設けられた前記空間とを繋ぎ、
   前記吸気孔を通って前記第２空間から前記筐体の前記内部空間に空気が取り込まれ、前記筐体の前記内部空間の空気が前記排気孔から前記筐体の外部に排気されるように構成されている
   ことを特徴とする電力変換装置。
3. 前記筐体の前記内部空間において、前記吸気孔を通って前記第２空間から取り込まれた空気が前記排気孔に向かって流れる通気経路に前記変換回路が配置されている
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電力変換装置。
4. 吸気用ファンと排気用ファンの少なくとも一方をさらに備え、
   前記吸気用ファンは、前記吸気孔に配置され、前記第２空間から前記筐体の前記内部空間に空気を取り込むように構成され、
   前記排気用ファンは、前記排気孔に配置され、前記筐体の前記内部空間の空気が前記筐体の外部に排気されるように構成されている
   ことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の電力変換装置。
5. 前記筐体の前記内部空間の空気の湿度の値が閾値よりも高くなると前記吸気用ファン及び前記排気用ファンの少なくとも一方を動作させるファン制御部をさらに備える
   ことを特徴とする請求項４に記載の電力変換装置。
6. 前記排気孔は、前記筐体の前記内部空間と前記第２空間とを繋いでいる
   ことを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の電力変換装置。
7. 前記吸気孔と前記排気孔とが前記筐体に設けられた１つの開口で構成されている
   ことを特徴とする請求項６に記載の電力変換装置。
8. 排気用配管をさらに備え、
   前記排気用配管は、前記筐体に形成されている挿通孔に挿入され、前記筐体の前記内部空間と前記第２空間とを繋いでいる
   ことを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の電力変換装置。
9. 一端が前記変換回路に電気的に接続されているケーブルを前記排気孔に収容している
   ことを特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載の電力変換装置。
10. 前記排気孔は、前記筐体の前記内部空間と前記第１空間とを繋いでいる
    ことを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の電力変換装置。
11. 請求項１〜１０の何れか一項に記載の電力変換装置の前記筐体の前記内部空間と前記第２空間とを繋ぎ、前記第１空間と前記第２空間とを隔てている構造体に設けられている吸気用配管を備える
    ことを特徴とする装置取付構造。
12. 請求項１〜１０の何れか一項に記載の電力変換装置の前記吸気孔を、前記第１空間と前記第２空間とを隔てている構造体に設けられている開口に併せる第１工程と、
    請求項１〜１０の何れか一項に記載の電力変換装置の前記筐体を前記構造体に固定する第２工程とを備える
    ことを特徴とする装置取付方法。
13. 請求項１〜１０の何れか一項に記載の電力変換装置と、前記電源を備え、
    前記変換回路は、前記電源と電気的に接続され、前記電源から入力された入力電力を出力電力に変換して、負荷機器に前記出力電力を供給するように構成されている
    ことを特徴とする電力変換システム。

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