JP6719048B2 - 電力変換装置 - Google Patents

Description

本発明は、家屋の壁面に取り付けられる電力変換装置に関し、特に筐体の空気の吸入孔
から湯気や煙などが浸入するのを抑制するための遮蔽板に関するものである。

筐体の中に直流電力を交流電力に変換する電気回路を収納すると共に、筐体の下壁の吸
入孔から入った空気が上壁の吐出孔から出る過程で電気回路を構成する発熱性部品の冷却
を成すように構成した電力変換装置が知られている。
このような電力変換装置では、吸入孔から筐体内に湯気や煙等が入った場合、例えば湯
気が筐体内を通過する過程で発熱性部品やその他の電気部品に結露するとこれら部品に絶
縁不良が生じることがあった。煙が筐体内に入った場合にも同様にこれらの部品が絶縁不
良に至る場合があった。

筐体に浸入する湯気の対策を施したものには、特許文献１に記載されたようなものがあ
った。例えば、発熱部品（発熱性部品）をカバーで覆って密閉し、湯気が部品で結露しな
いようにしたものが記載されていた。

特開２０１５−２２３０２５号公報

特許文献１に記載されたものでは、発熱部品（発熱性部品）やその他の電気部品を個別
に、またはまとめてカバーで覆い夫々の部品の結露を防止するものであった。このような
構成では、構造上小型化が難しくなると共に、これら部品を充分に冷却するためには冷却
ファンなどの構成を必要とする問題点があった。

その結果、電力変換装置の重量が増加し大型化となり、例えば浴室に隣接する脱衣所の
壁面へ取り付ける際には設置スペースが充分に確保できず、電力変換装置の取付に支障を
きたす場合があった。また、空気の自然循環のみでは発熱性部品の冷却が充分に行えない
場合があった。

本発明の電力変換装置は、筐体の中に直流電力を交流電力に変換する電気回路を収納す
ると共に、筐体の下壁の吸入孔から入った空気が上壁の吐出孔から出る過程で電気回路を
構成する発熱性部品の冷却を成すように構成した電力変換装置において、筐体を家屋の壁
面に取り付ける取付板を備えると共に、取付板は吸入孔から所定距離下方に離れた位置に
少なくとも一部が吸入孔と相対向する遮蔽板を備えることを特徴とするものである。

本発明の電力変換装置は、遮蔽板により吸入孔から入る湯気や煙を抑制しながら、この
遮蔽板を吸入孔から所定距離下方に離れた位置に備えることにより吸入孔から筐体内に入
る自然循環の空気の量の確保を可能にしているものである。

図１は、本発明の一実施形態を示す電力変換装置の説明図である。 図２は、図１に示した電力変換装置の下壁の説明図である。 図３は、図１に示した電力変換装置の上壁の説明図である。 図４は、図１に示した電力変換装置の背壁の説明図である。 図５は、取付板に遮蔽板を取り付けた状態を示す説明図である。 図６は、取付板に電力変換装置の背壁を取り付ける際の説明図である。 図７は、他の実施形態を示す説明図である。 図８は、他の実施形態を示す説明図である。

本発明は電力変換装置を壁面に取り付ける際の取付板に遮蔽板を着脱自在に備えて吸気
孔から湯気や煙が入ることを抑制するものである。

図１は本発明の一実施形態を示す電力変換装置の説明図であり、筐体１は少なくとも背
壁２とこの背壁２を囲むように立ち上げられた状態の下壁３、上壁４、右壁５、左壁６お
よび、前面側から着脱自在に取り付けられる前面パネル７から構成されている。
背壁２、下壁３、上壁４、右壁５、左壁６は金属板を折曲・接合加工して塗装を施して
成したもの、カラー鋼板を絞り加工して成したもの、合成樹脂で一体に構成したものなど
を用いることができるので材料、製法等は限定されるものではない。筐体１は後記する電
装回路、発熱性部品などを収容できる構成であればよい。前面パネル７も同様に材料、加
工方法は限定されるものではないが、本発明では合成樹脂の一体成型品を一例として説明
する。

筐体１の中には直流電力を交流電力に変換する電気回路が収納され、筐体１の下壁３の
吸入孔８、吸入孔９から入った空気が上壁４の吐出孔１０、吐出孔１１（図１では図示せ
ず）から出る過程で電気回路を構成する発熱性部品の冷却を成すように構成している。電
気回路は、太陽電池、燃料電池、蓄電池などの直流電源から供給される直流電力を例えば
系統と同期する周波数の交流電力に変換するものである。

この変換のための電気回路は例えば、単相であれば４個のスイッチング素子をブリッジ
状に結線し、これらスイッチング素子をＰＷＭ（パルス幅変調）方式に基づいてＯＮ／Ｏ
ＦＦ制御して疑似正弦波を得るものを用いることができる。この電気回路はこれに限るも
のではなく中性点クランプ方式、階調方式、出力クランプ方式などを用いても良い。また
、いずれの方式による疑似正弦波でも系統と連系する前にこの疑似正弦波の高周波成分を
減衰または実質的に除去するローパスフィルターが備えられる。

このローパスフィルターは少なくともリアクタ１２、１３とコンデンサ（図示せず）を
含むものであり、リアクタ１２、１３はその鉄損、銅損等により発熱する。従って本発明
の電気回路を構成する発熱部品にはこのリアクタ１２、１３が含まれる。図１においてヒ
ートシンク１４には交流電力への変換のための電気回路を構成するスイッチング素子が取
り付けられ、その発熱を放熱する。スイッチング素子は複数個を単一のパッケージに収納
したモジュール１５であっても良い。従って本発明の電気回路を構成する発熱部品にはこ
れらスイッチング素子やモジュール１５も含まれる。

図２は下壁３の説明図であり、図４は上壁４の説明図である。図１に合わせて説明する
と、ヒートシンク１４に平行に配置された複数の放熱フィンで構成された複数の風路が筐
体１の中の下壁３の吸入孔９と上壁４の吐出孔１１との間に構成されている。従って、筐
体の下壁３の吸入孔９から入った空気が上壁４の吐出孔１０から出る過程で電気回路を構
成する発熱性部品（ヒートシンク１４に取り付けられたモジュール１５）の冷却を成す。
ヒートシンク１４が加熱されることにより風路内の温度が上がり、吸入孔９から入った空
気は上昇気流により吐出孔１１へ自然循環する。吸入孔９、吐出孔１１は複数のスリット
状の孔から構成され、このスリットはヒートシンク１４の放熱フィン間の風路に対応して
いる。

また、吸入孔８、吐出孔１０との間には、図１において筐体１内の左型において発熱部
品であるリアクトル１２、１３が配置されている。従って、筐体の下壁３の吸入孔８から
入った空気が上壁４の吐出孔１１から出る過程で電気回路を構成する発熱性部品（リアク
トル１２、１３）の冷却を成す。吸入孔８、吐出孔１０はメッシュ（網）で構成されてい
る。また、吸入孔８から入った空気の一部は電装基板（図示せず）等の他の電気部品を冷
却して吐出孔１０から排気される。

筐体１の中の電気回路にはコンデンサ、抵抗、リレー等の電気部品も用いられており、
吸入孔８から入った空気が自然循環でこれらの電気部品を冷却するように風路を構成して
も良い。

図４は背壁２を筐体１の外側から見た状態の説明図であり、取付板１６が係止部１７に
嵌った状態である。背壁２には開口１９ａ、１９ｂが設けられており、この開口１９ａ、
１９ｂはヒートシンク１４の放熱フィン１８の間に構成される風路へ臨んでいる。背壁２
が取付板１６を介して家屋の壁面に取り付けられることにより風路が略筒状になりトンネ
ル効果が生じやすくなる。同時に開口１９ａ、１９ｂから風路への空気の供給も可能にな
り、吸入孔９の空気吸入量を補填することが可能になる。尚２０は直流電源から供給され
る直流電力の配線や系統へ出力する交流電力の配線を筐体１内へ引き込む引込口である。
この引込口２０は信号線を引き込んでも良いものである。

図５は取付板１６に遮蔽板２１を取り付ける状態の説明図であり、遮蔽板２１は取付板
１６を壁面に取り付ける際に用いるネジ穴２２ａ、２２ｂを用いて壁面に取付板１６と共
に共締めされる。遮蔽板２１は脚部２１ａと遮蔽板部２１ｂとが板金の折り曲げ加工によ
って成されたものである。この遮蔽板部２１ｂは筐体１の下壁３の吸入孔８と少なくとも
一部が相対向する大きさを有していれば良いものである。遮蔽板２１は合成樹脂で一体成
形して構成しても良いものである。また、折りたたみ可能に構成して利便性を向上させて
も良いものである。

遮蔽板部２１ｂは下壁３の投影面積とほぼ同じか、１回り位小さい面積を有していれば
よい。この面積は下壁３の投影面積より多少大きくても問題は無いが大きすぎると意匠効
果が悪くなり、また吸入孔８、９の空気の吸い込み効果が阻害される。脚部２１ａは、そ
の長さで遮蔽板部２１ｂを吸入孔８から所定距離Ｌ下方に離れた位置に配置させる。この
所定距離Ｌを維持するために取付板１６と遮蔽板２１は共締めされる。

遮蔽板２１は共締めを行わなければ取付板１６から取り外すことができるので、実質的
に遮蔽板２１は取付板１６に着脱自在に取り付けられることになる。また取付板１６と遮
蔽板２１との着脱位置は背壁２と壁面２３との間に位置するので、電力変換装置の取り付
け後に不用意な操作で遮蔽板２１が外れる事を抑制している。電力変換装置（筐体１）を
湯気や煙の影響の少な所へ設置する場合は筐体１を取付板１６に取り付ける前に遮蔽板２
１を共締めしない。この場合、吸入孔８、９の空気の吸い込み効果は阻害されない。

図６は取付板１６に電力変換装置の背壁２を取り付ける際の説明図である。家屋内の、
例えば浴室に隣接する脱衣所の、壁面２３の上方であり、柱などの強固な構造体があると
ころに取付板１６を螺子止めして取り付ける。（取付板１６には複数のネジ穴があり構造
体の位置に合わせて適したネジ穴を選択することができる。）次いで遮蔽板２１と取付板
１６とをネジ穴２２ａ、２２ｂを用いて共締めする。この後、取付板１６の爪部１６ａに
背壁２の係止部１７を掛けて固定する。この時、筐体１の一部を取付板１６に螺子止めし
固定しても良い。

このように遮蔽板２１を備えると、湯気や煙が下方から上がってきた場合、この湯気や
煙は遮蔽板２１にあたり上昇方向が電力変換装置の吸入孔８、９から離れる方向へ曲げら
れる。従って、湯気や煙が吸入孔８、９から筐体内に入ることを抑制することができるも
のである。また、遮蔽板２１は吸入孔８、９から所定距離下方に離れた位置に備えられて
いるので、この遮蔽板２１と吸入孔８、９との間の空気が筐体１内への湯気の浸入を抑制
している。尚、湯気が無い状態では、遮蔽板２１と吸入孔８、９との間の空間を介して筐
体１内への空気の供給が可能になる。

遮蔽板２１と吸入孔８、９との所定距離Ｌは湯気の立ち具合（湯気の量や時間）や発熱
性部品の冷却に要する空気の量等を考慮して適正に設定するものである。例えば、電力変
換装置を脱衣場に設置する場合は、その設置位置や浴室のドアを開けた際の湯気の立理具
合に応じて設定する。従って、遮蔽板２１を取付板１６に共締めする際のねじ穴を変えて
所定距離を調整することが可能である。また別途所定距離を変えることができる構成を付
加しても良いものである。

図７、図８は他の実施形態を示す遮蔽板の説明図である。図７は遮蔽板２１の脚部２１
ａの上部先端２１ｃと取付板１６の下部先端１６ｂとを突き合わせた状態でネジ穴２１ｄ
、２１ｅを用いて螺子止めした状態を示している。上部先端２１ｃと下部先端１６ｂとを
突き合わせることにより所定距離を維持している。また、遮蔽板２１が傾くことなく維持
されれば、上部先端２１ｃと下部先端１６ｂとの間に隙間があっても良く、本発明の作用
効果は同様に得られるものである。尚、脚部２１ａは本発明において複数であってもよく
、また取付板１６と同等の幅で面状に構成されたものであっても良い。図８は遮蔽板２１
の遮蔽板部２１ｂをメッシュ構造部２１ｆとしたものである。このメッシュ構造部は湯気
を留めるサイズがあれば良い。

また、遮蔽板２１は取付板１６と一体に板金で構成されていてもよいものである。この
場合、利便性を考慮して遮蔽板部を折りたたみ構造としても良いものである。

本発明の電力変換装置は湯気や煙があるところにこの電力変換装置を取り付ける際の取
付板に適用できるものである。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、以上の説明は本発明の理解を容易にす
るためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱すること
なく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。

１ 筐体
２ 背壁
３ 下壁
４ 上壁
８ 吸入孔
９ 吸入孔
１０ 吐出孔
１１ 吐出孔
１２ リアクタ
１３ リアクタ
１４ ヒートシンク
１５ モジュール
１６ 取付板
２１ 遮蔽板
２１ａ 脚部
２１ｂ 遮蔽板部

Claims (2)

1. 筐体の中に直流電力を交流電力に変換する電気回路を収納すると共に、前記筐体の下壁の
   吸入孔から入った空気が上壁の吐出孔から出る過程で前記電気回路を構成する発熱性部品
   の冷却を成すように構成した電力変換装置において、
   前記筐体を家屋の壁面に取り付ける取付板を備えると共に、前記取付板は前記吸入孔から
   所定距離下方に離れた位置に少なくとも一部が前記吸入孔と相対向する遮蔽板を備えるこ
   とを特徴とし、
   前記遮蔽板は前記取付板に着脱自在に取り付け可能であって、
   前記筐体は少なくとも背壁とこの背壁を囲むように立ち上げられた状態の前記下壁、前
   記上壁、右壁、左壁を備え、前記背壁を前記取付板に取り付け可能に構成すると共に、前
   記取付板と前記遮蔽板との着脱位置を前記背壁と前記壁面との間に設けられる、
   電力変換装置。
2. 前記遮蔽板は前記取付板と一体に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電力
   変換装置。

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