JP6809536B2 - 強制空冷装置 - Google Patents

Description

この発明は、強制空冷装置に係り、特に、屋外設置型のシステムに適用される強制空冷装置に関する。

太陽光発電システムは、昨今のエネルギー問題あるいは環境問題に対する意識の高まりをうけて広く導入されつつある。太陽光発電システムは、太陽電池モジュールや太陽光発電用のインバータ装置（パワーコンディショニングシステム：ＰＣＳ）を備える。太陽電池モジュールで発生した直流電力はＰＣＳにより交流電力に変換される。ＰＣＳは、コンテナなどの筐体に格納されて屋外に設置される場合がある。このようなコンテナパッケージには、コンテナ内部の電気機器に冷却用空気を供給するための強制空冷装置が適用されている。

例えば、特許文献１には、屋外設置パワーコンディショナ装置の冷却構造が開示されている。この冷却構造では、ファンによって吸気口から冷却用空気を吸入する強制空冷方式が採用されている。また、特許文献２に開示されるように、ファンの上流に防塵フィルターを備える構成が知られている。

日本特開２００４−５５６８１号公報 日本特開２００９−１８７９７９号公報

ところで、上述したような屋外設置型のコンテナパッケージは、砂漠地帯など砂塵の多い地域に設置される場合がある。強制空冷装置による筐体内への砂塵の進入を防ぐために、特許文献２のように単に防塵フィルターを設けても、短期間での防塵フィルターの目詰まりが懸念される。防塵フィルターの目詰まりが生じれば、換気（排熱）能力低下により筐体内の電気機器に悪影響を与える（例えばインバータの運転効率の低下）。そのため、砂塵の多い地域では、短期間でのフィルター交換が必要となり、メンテナンス性、ランニングコストが悪化する。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、防塵フィルターの交換周期の短期化を抑制し、メンテナンス性の向上、ランニングコストの低減を図ることのできる強制空冷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、本発明に係る強制空冷装置は以下のように構成される。

強制空冷装置は、電気機器を収納する外箱である筐体内に取り付けられる。強制空冷装置は、外気を筐体内に吸い込む送風機と、送風機の上流に設置された防塵フィルターと、防塵フィルターの上流に吸気路が形成された吸気部とを備える。本発明の一態様によれば、筐体は、例えば太陽光発電用のインバータ装置が収納されるコンテナである。

吸気路は、入口を上かつ出口を下に有する第１風路部と、入口を下かつ出口を上に有する第２風路部とが接続されて形成される。

本発明の一態様によれば、吸気路は、第１風路部と前記第２通路部とが交互に接続されて形成される。

本発明の一態様によれば、吸気路は、筒状体と、筒状体の内部上面から下向きに立てられた上縦板と、筒状体の内部下面から上向きに立てられた下縦板とを備える。そして、上記第１風路部および第２風路部は、筒状体に上縦板と下縦板が交互に設置されて形成される。

本発明の一態様によれば、下縦板は、筒状体の内部下面から鉛直に立てられる。好ましくは、下縦板は、筒状体の内部下面から、鉛直に対して吸気路の上流側に傾いて立てられる。

本発明の一態様によれば、第２風路部は、上記防塵フィルターよりも目の粗い粗フィルターを備える。

本発明の一態様によれば、吸気部は、その底面を開閉可能な開閉装置を備える。開閉装置は手動により開閉する扉を備えてもよいし、開閉装置上に堆積した塵の重さが所定値以上となった場合に自動的に開く扉を備えてもよい。

本発明の一態様によれば、吸気部は、前記筐体の外部に取り付けられる。

本発明に係る強制空冷装置によれば、砂塵の多い地域であっても、外気が吸気路を通過する過程で、重力により塵を吸気部の底部へ貯めることができる。そのため、防塵フィルターの目詰まりを抑制できる。その結果、防塵フィルターの交換周期の短期化を抑制し、メンテナンス性の向上、ランニングコストの低減を図ることができる。

本発明の実施の形態１に係るシステムの全体構成を説明するための図である。 実施の形態１に係る強制空冷装置２の構成を説明するための模式図である。 吸気部５に設けられた清掃用の開閉装置を説明するための図である。 吸気部５に設けられた清掃用の開閉装置を説明するための図である。 吸気部５の取り付け位置の変形例を示す図である。 吸気部５の取り付け位置の変形例を示す図である。 吸気部５の取り付け位置の変形例を示す図である。 実施の形態２に係る強制空冷装置２の構成を説明するための模式図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。

実施の形態１．
＜システムの全体構成＞
図１は、本発明の実施の形態１に係るシステムの全体構成を説明するための図である。図１に示すシステムは、筐体１と、強制空冷装置２を備えるコンテナパッケージである。

筐体１は、電気機器を収納する外箱である。一例として、電気機器は、太陽光発電用のインバータ装置である。筐体１は、太陽光発電用のインバータ装置が収納されるコンテナである。

強制空冷装置２は、送風機３、防塵フィルター４、吸気部５を備える。送風機３は、外気を筐体１内へ吸い込むファンまたはブロワである。防塵フィルター４は、送風機３の上流に設置される。吸気部５は、防塵フィルター４の上流に設けられる。図１では、吸気部５は、筐体１の下部に内蔵されている。

＜吸気部５の風路構成＞
図２は、実施の形態１に係る強制空冷装置２の構成を説明するための模式図である。吸気部５には、吸気路６が形成されている。

吸気路６は、少なくとも１つの第１風路部１０と少なくとも１つの第２風路部１１とが接続されて形成される。第１風路部１０は、入口を上かつ出口を下に有する。第２風路部１１は、入口を下かつ出口を上に有する。図２に示す例では、第１風路部１０は、上部左側面に入口部を、下部右側面に出口部を有する。第２風路部１１は、下部左側面に入口部を、上部右側面に出口部を有する。そして、第１風路部１０の出口部と第２風路部１１の入口部は互いに向き合って接続している。

好ましくは、図２に示すように、吸気路６は、第１風路部１０と第２風路部１１とが交互に接続されて形成される。図２では、吸気部５の上流から順に、第１風路部１０ａ、第２風路部１１ａ、第１風路部１０ｂ，第２風路部１１ｂ、第１風路部１０ｃ、第２風路部１１ｃが接続されている。第１風路部１０ａの入口は吸気口として機能する。

本明細書の説明において第１風路部１０ａ〜１０ｃを特段区別しない場合には単に第１風路部１０と記す。同様に、第２風路部１１ａ〜１１ｃを特段区別しない場合には単に第２風路部１１と記す。

吸気路６は、筒状体２０と、筒状体２０の内部上面から下向きに立てられた上縦板２１と、筒状体２０の内部下面から上向きに立てられた下縦板２２とを備える。第１風路部１０ａ〜１０ｃおよび第２風路部１１ａ〜１１ｃは、上縦板２１と下縦板２２が交互に設置されて形成される。図２に示す筒状体２０の縦断面は多角形であってもよいし円形であってもよい。

また、実施の形態１に係る下縦板２２は、筒状体２０の内部下面から鉛直に立てられる。図２では、上縦板２１も、筒状体２０の内部上面から鉛直に立てられているが、これに限定されるものではない。

図２に示す吸気路６は、第１風路部１０と第２風路部１１からなる風路が３段連なることで形成されている。この段数は１段又は２段であってもよいし、４段以上であってもよい。

上述したような吸気路６の風路構成によれば、外気が第２風路部１１を通過する際に、重力により砂塵を吸気部５の底部に貯めることができる。そのため防塵フィルター４の目詰まりを抑制できる。また、上縦板２１と下縦板２２を交互に設置することで、吸気路６はコンパクトに形成される。

＜粗フィルター＞
第２風路部１１は、粗フィルター７を備える。粗フィルター７は、防塵フィルター４よりも目が粗いフィルター（メッシュ）である。粗フィルター７は、第２風路部１１ａ〜１１ｃのすべてに取り付けられることが望ましいが、一部の風路にのみ取り付けられても良い。

上述したように第２風路部１１に粗フィルター７が取り付けられることで、粗フィルター７は、第２風路部１１を上向きに流れる空気に含まれる砂塵に作用して、砂塵を吸気部５の底部へ落とすことができる。そのため防塵フィルター４の目詰まりを抑制できる。

＜清掃用の開閉装置＞
図３、図４は、吸気部５に設けられた清掃用の開閉装置を説明するための図である。吸気部５は、その底面を開閉可能な開閉装置３０を備える。図３は開閉装置３０が閉じた状態を、図４は開閉装置３０が開いた状態を表している。図に示すように、開閉装置３０を下方向に開くことで、吸気部５の底部に堆積した砂塵を外部へ排出することができる。

一例として、開閉装置３０は、手動により開閉する扉を備える。他の例として、開閉装置３０は、装置上に堆積した塵の重さが所定値以上となった場合に自動的に開く扉を備える。例えば、扉をバネで閉方向に付勢する構造において、付勢力に抗する重さの塵が堆積した場合に扉が開くように構成される。

開閉装置３０は、図２に示す複数の下縦板２２の間にそれぞれに設けられることが望ましいが、一部にのみ取り付けられても良い。

上述したように清掃用の開閉装置３０を備えることで、吸気部５の底部に蓄積した砂塵を容易に外部へ排出することができ、メンテナンス性を向上させることができる。

以上説明したように、本実施形態に係る強制空冷装置によれば、防塵フィルター４の手前に、連続して上下する風路が形成される。外気が第２風路部１１を通過する際に、重力により砂塵を吸気部の底部へ落とすことができる。さらに、風路途中に設けられた粗フィルター７によって効果的に砂塵を吸気部５の底部へ落とすことができる。そのため、防塵フィルター４へ到達する前に、砂塵の多くが振り落され、防塵フィルター４の目詰まりの頻度は大幅に低下する。その結果、防塵フィルターの交換周期の長期化が期待でき、メンテナンス性の向上、ランニングコストの低減を図ることができる。また、清掃用の開閉装置３０を備えることで、メンテナンス性を向上させることができる。

＜変形例＞
ところで、上述した実施の形態１のシステムにおいては、強制空冷装置２は、粗フィルター７を備えているが、強制空冷装置２の構成はこれに限定されるものではない。強制空冷装置２は、粗フィルター７を備えない構成であってもよい。なお、この点は以下の実施の形態でも同様である。

また、上述した実施の形態１のシステムにおいては、強制空冷装置２は、清掃用の開閉装置３０を備えているが、強制空冷装置２の構成はこれに限定されるものではない。強制空冷装置２は、開閉装置３０を備えない構成であってもよい。なお、この点は以下の実施の形態でも同様である。

また、上述した実施の形態１のシステムにおいては、第１風路部１０および第２風路部１１は、上縦板２１と下縦板２２が交互に設置されて形成されているが、これらの風路部の構成はこれに限定されるものではない。第１風路部１０および第２風路部１１はそれぞれパイプで構成されてもよい。なお、この点は以下の実施の形態でも同様である。

また、上述した実施の形態１のシステムにおいては、吸気部５は、筐体１の下部に内蔵されているが、吸気部５の配置はこれに限定されるものではない。図５〜図７は、吸気部５の取り付け位置の変形例を示す図である。図５および図６に示すように、吸気部５は、筐体１の外部に取り付けられてもよい。これにより筐体１の内部スペースを拡大できる。また、図６および図７に示すように、吸気部５は、筐体１の上部に取り付けられてもよい。なお、この点は以下の実施の形態でも同様である。

実施の形態２．
＜システムの全体構成＞
次に、図８を参照して本発明の実施の形態２について説明する。本実施形態のシステムは、吸気部５の風路形状が、実施の形態１と異なる点を除いて同様である。以下、実施の形態２に係る吸気部５の風路形状について説明する。

＜吸気部５の風路形状＞
図８は、実施の形態２に係る強制空冷装置２の構成を説明するための模式図である。実施の形態２に係る吸気路６は、上縦板２１および下縦板２２の形状が異なる点を除いて実施の形態１と同様である。

実施の形態２に係る下縦板２２は、筒状体２０の内部下面から、鉛直に対して吸気部５の上流側に傾いて立てられる。図８では、上縦板２１は、筒状体２０の内部上面から鉛直に対して吸気部５の下流側に傾いて立てられているが、これに限定されるものではない。

実施の形態２に係る下縦板２２によれば、実施の形態１に比して、外気が第２風路部１１を通過する際に、より多くの砂塵を吸気部５の底部に貯めることができる。そのため防塵フィルター４の目詰まりを抑制できる。

１ 筐体
２ 強制空冷装置
３ 送風機
４ 防塵フィルター
５ 吸気部
６ 吸気路
７ 粗フィルター
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ 第１風路部
１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ 第２風路部
２０ 筒状体
２１ 上縦板
２２ 下縦板
３０ 開閉装置

Claims (7)

1. 電気機器を収納する筐体内に取り付けられ、外気を該筐体内へ吸い込む送風機と、
   前記送風機の上流に設置された防塵フィルターと、
   前記防塵フィルターの上流に吸気路が形成された吸気部と、を備え、
   前記吸気路は、
   筒状体と、
   前記筒状体の内部上面から下向きに立てられた上縦板と、
   前記筒状体の内部下面から上向きに立てられた下縦板と、
   第１入口を上かつ第１出口を下に有する第１風路部と、
   前記第１風路部の下流に形成され、前記第１出口に接続する第２入口を下かつ第２出口を上に有する第２風路部と、を備え、
   前記第１風路部および前記第２風路部は、前記筒状体内に前記上縦板と前記下縦板が交互に設置されて形成され、
   前記第２風路部は、前記第２風路部を形成する前記上縦板と前記下縦板との間に配置された、前記防塵フィルターよりも目の粗い粗フィルターを備えること、
   を特徴とする強制空冷装置。
2. 前記下縦板は、前記筒状体の内部下面から鉛直に立てられること、
   を特徴とする請求項１に記載の強制空冷装置。
3. 前記下縦板は、前記筒状体の内部下面から、鉛直に対して前記吸気路の上流側に傾いて立てられること、
   を特徴とする請求項１に記載の強制空冷装置。
4. 前記吸気路は、前記第１風路部と前記第２風路部とが交互に接続されて形成されること、
   を特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の強制空冷装置。
5. 前記吸気部の底面を開閉可能な開閉装置を備えること、
   を特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の強制空冷装置。
6. 前記開閉装置は、該開閉装置上に堆積した塵の重さが所定値以上となった場合に自動的に開くこと、
   を特徴とする請求項５に記載の強制空冷装置。
7. 前記筐体は、太陽光発電用のインバータ装置が収納されるコンテナであること、
   を特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の強制空冷装置。

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