JP6847674B2 - 交流／直流給電システム - Google Patents

Description

本発明は、交流負荷に加えて直流負荷に対しても電力を供給できる交流／直流給電システムに関する。

エネルギー効率の観点から直流給電が検討されている。また、近年、直流用ＬＥＤ照明等の直流負荷が開発されており、一般住戸においても直流負荷に対しては直流電力を給電できる電力給電システムが効率が良く、また部材を削減できるため検討されている。
例えば特許文献１では、分電盤内或いは分電盤の近傍に交流／直流変換装置（ＡＣ／ＤＣコンバータ）を配置して直流電力を生成し、分電盤を分離して或いは共通する分電盤に交流分岐回路及び直流分岐回路を形成し、交流負荷と直流負荷に対応させている。
一方で、分電盤内に蓄電池を収納し、停電時にも特定の電気機器を動作させるよう構成された分電盤が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００４−２８２８０２号公報 特開２０１５−１４４５４０号公報

上記特許文献１に記載されたように、分電盤に直流分岐回路を備えることで住戸内においても直流分岐配線が可能となり、直流負荷に対し電力の供給が可能となった。
しかしながら、従来の交流負荷のみに対応した分電盤に比べて大きくなり、天井近くでの作業量が増加するため、施工する作業者の負担が増加したし、従来の分電盤設置スペースに収まらなくなる問題が新たに発生した。
また、特許文献２に開示された分電盤は停電時にも電力の供給が可能であるが、分電盤に収納できる蓄電池は、その設置スペースが限られており十分な容量の蓄電池を収納することができなかった。そのため、蓄電池の十分な容量を確保する場合は、分電盤から離れた場所に設置スペースを確保することになり、その配線作業や蓄電池の管理等が面倒であった。

そこで、本発明はこのような問題点に鑑み、分電盤の近傍に蓄電池を容易に設置でき、施工性に優れた交流／直流給電システムを提供することを目的としている。

上記課題を解決する為に、請求項１の発明は、引き込んだ商用電力を分岐するために複数の分岐ブレーカが組み付けられた交流分電盤と、前記商用電力から直流電力を生成する交流／直流変換装置と、前記交流／直流変換装置で生成された直流電力を分岐するために複数の直流分岐ブレーカが組み付けられた直流分電盤とを備えた交流／直流給電システムであって、
前記交流／直流変換装置で変換された直流電力を、電圧の異なる直流電力に変換する直流電圧変換装置、及びその直流出力を分岐するための直流分岐ブレーカを具備するケースを備え、
前記直流分電盤には、前記交流／直流変換装置で生成された直流電力に切り替えて直流電源として利用可能な蓄電池が接続され、
前記交流分電盤のケース、前記直流分電盤のケース、前記直流電圧変換装置を収納したケース、及び前記蓄電池を収納したケースは、住戸の壁内に配置された間柱の間に収容可能な同一の幅を有し、
同一の間柱間に、前記交流分電盤のケース、前記直流分電盤のケース、前記直流電圧変換装置を収納したケース、前記蓄電池を収納したケースの順に、上から下に縦に並べて設置したことを特徴とする。
この構成によれば、間柱間は上下に亘り広い空間を有するため、交流分電盤、直流分電盤と共に、蓄電池を収納したケースも同一の間柱間に設置できる。そして、広い蓄電池収納スペースを確保することができ、別途蓄電池収容スペースを確保する必要が無くなる。
また、個々のケースを間柱間に縦に配置することで、天井付近の作業を削減でき作業者の負担を軽減できる。

更に、２種類の電圧の直流分岐電路を配設できるため、電圧の異なる直流機器に対応できる。また、直流電圧変換装置も交流分電盤等のケースと同様のケースに収納することで同一の間柱間に配置でき、設置場所の確保に苦労することもない。

請求項２の発明は、請求項１に記載の構成において、直流分電盤の分岐電路から電力供給されて、商用電力に合わせた交流電力を生成する直流／交流変換装置を有し、当該直流／交流変換装置も、分電盤のケースと同一幅のケースに収納されて他のケースと同一の間柱間に配置されて成ることを特徴とする。
この構成によれば、引き込んだ商用電力が停電しても、避難路の照明等の特定の交流機器に対しては引き続き蓄電池により電力を供給できる。また、直流／交流変換装置も広い設置スペースを確保できる間柱間に収納できるため、設置場所の確保に苦労することもない。

本発明によれば、間柱間は上下に亘り広いため、交流分電盤、直流分電盤と共に、蓄電池を収納したケースも同一の間柱間に設置できる。そして、広い蓄電池収納スペースを確保することができ、別途蓄電池収容スペースを確保する必要が無くなる。
また、個々のケースを間柱間に縦に配置することで、天井付近の作業を削減でき作業者の負担を軽減できる。

本発明に係る交流／直流給電システムの一例を示す構成図である。 図１の交流／直流給電システムの外観図である。

以下、本発明を具体化した実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１，２は本発明に係る交流／直流給電システムの一例を示し、図１は構成図、図２は外観説明図である。図において、１は電力会社の商用電力系統から引き込み線等で引き込んだ商用電力である商用電源、２は商用電源１を交流負荷に供給するために分岐等を行う交流分電盤、３は交流である商用電源を直流に変換する交流／直流変換装置３ａが収容されたＡＣ／ＤＣ盤、４は生成した直流電力を直流負荷に供給するために分岐等を行う直流分電盤、５は交流／直流変換装置３ａが生成する直流電圧とは異なる電圧の直流を生成する直流電圧変換装置５ａが収容されたＤＣ／ＤＣ盤、６は生成された直流を再び商用電源に合わせた交流に変換する直流／交流変換装置６ａが収容されたＤＣ／ＡＣ盤、７は蓄電池７ａが収容された蓄電池盤である。
尚、１０は住戸の壁面に配置された間柱であり、各盤を構成するケース１１（１１ａ〜１１ｆ）は、図２に示すようにそれぞれ間柱１０の間に縦に並べて配置されている。

交流分電盤２は、主幹ブレーカ（交流主幹ブレーカ）２１、複数の分岐ブレーカ（交流分岐ブレーカ）２２をケース１１ａ内に組み付けて構成されている。主幹ブレーカ２１は、一次側に商用電源が接続され、二次側に複数の分岐ブレーカ２２が接続され、分岐ブレーカ２２の二次側に個々に分岐電路が接続されケース１１ａから送出されている。
尚、図２において、各機器間の配線及び分岐電路は省略してある。

ＡＣ／ＤＣ盤３は、ケース１１ｂに交流／直流変換装置３ａが収容されて構成され、交流分電盤２の直下に配置されている。そして、交流分電盤２の分岐電路の１つが接続されて商用電力が入力され、所定の電圧の直流電圧に変換されて直流分電盤４に出力される。例えば、３００〜４００ボルトの比較的高電圧の直流が生成されて出力される。

直流分電盤４は、直流主幹ブレーカ４１、複数の直流分岐ブレーカ４２がケース１１ｃ内に組み付けられて構成され、ＡＣ／ＤＣ盤３の直下に配置されている。直流主幹ブレーカ４１は、一次側に交流／直流変換装置３ａの出力が接続され、二次側に複数の直流分岐ブレーカ４２が接続されている。そして、直流分岐ブレーカ４２の二次側には個々に直流分岐電路（高圧直流分岐電路）が接続されて、ケース１１ｃから送出されて図示しない直流負荷まで配設されている。

ＤＣ／ＤＣ盤５は、直流電圧変換装置５ａを収容したケース１１ｄに、複数の直流分岐ブレーカ５２が組み付けられて構成され、直流分電盤４の直下に配置されている。直流電圧変換装置５ａには、直流分電盤４の直流分岐電路の１つが接続され、交流／直流変換装置３ａが生成する電圧より低い電圧（例えば１２ボルト）の直流が生成されて出力され、この出力の先には複数の直流分岐ブレーカ５２が接続されている。直流分岐ブレーカ５２の二次側には複数の直流分岐電路（低圧直流分岐電路）が接続され、ケース１１ｄから送出されて図示しない直流負荷まで配設されている。尚、直流分岐ブレーカ５２は、直流分電盤４に組み付けられた直流分岐ブレーカ４２と同一のものが使用できる。

ＤＣ／ＡＣ盤６は、直流／交流変換装置６ａを収容したケース１１ｅに、複数の分岐ブレーカ６２が組み付けられて構成され、ＤＣ／ＤＣ盤５の直下に配置されている。直流／交流変換装置６ａには、直流分電盤４の中の分岐電路の１つ（図１に示す分岐電路Ｌ１）が接続されて、商用電源１に合わせた交流電力が生成されて出力される。そして、分岐ブレーカ６２を介してケース１１ｅから送出された分岐電路は、例えば避難路となる廊下の照明等の特定の負荷が接続されている。尚、分岐ブレーカ６２は、交流分電盤２に組み付けられている分岐ブレーカ２２と同一のものが使用できる。

蓄電池盤７は間柱間の最下部に配置され、ケース１１ｆに複数の蓄電池７ａを収容して形成されている。蓄電池盤７には、蓄電池７ａに加えて蓄電池盤７から送出される電圧を交流／直流変換装置３ａが出力する電圧に等しい電圧に調整する電圧調整器（図示せず）が収容されており、この電圧調整器の出力が電線Ｌ２を介して直流分電盤４に送出される。

尚、間柱１０の間の空間を利用することで、ケース１１ｆは収納される蓄電池７ａに比べて大きく形成でき、収納した蓄電池７ａは容易に交換や数の増減が可能となっている。そして、直流分電盤４には、直流主幹ブレーカ４１の一次側に接続される電源を交流／直流変換装置３ａの出力と蓄電池７ａとの間で切り替える切替器４３が設けられ、この切替器４３に電線Ｌ２が接続されている。

そして全てのケース１１、即ち交流分電盤２のケース１１ａ、ＡＣ／ＤＣ盤３のケース１１ｂ、直流分電盤４のケース１１ｃ、ＤＣ／ＤＣ盤５のケース１１ｄ、ＤＣ／ＡＣ盤６のケース１１ｅ、更に蓄電池盤７のケース１１ｆは、何れも住戸の壁内に一定間隔で設けられている間柱１０の間の空間に合わせた同一の幅（例えば４０ｃｍ）で形成され、間柱の厚みに合わせた奥行きで形成されている。
更に、全てのケース１１は、ケース前面を閉塞する蓋板（図示せず）が蝶着されており、壁面内に収納されたケース１１及び蓄電池盤７を閉塞した状態で前面が周囲の壁面と略面一になるよう構成されている。

このように、間柱１０の間は上下に亘り広い空間を有するため、交流分電盤２、直流分電盤４と共に、蓄電池を収納したケース１１ｆも同一の間柱間に設置できる。そして、広い蓄電池収納スペースを確保することができ、別途蓄電池収容スペースを確保する必要が無くなる。
また、個々のケース１１を間柱１０の間に縦に配置することで、天井付近の作業を削減でき作業者の負担を軽減できる。
更に、２種類の電圧の直流分岐電路を配設できるため、電圧の異なる直流機器に対応できるし、直流電圧変換装置５ａも交流分電盤２等のケース１１と同様の形状のケース１１に収納することで同一の間柱１０の間に配置でき、設置場所の確保に苦労することもない。
また、蓄電池盤７を具備することで、商用電力が停電しても避難路の照明等の特定の交流機器に対しては引き続き蓄電池７ａにより電力を供給できるし、直流／交流変換装置６ａも広い設置スペースを確保できる間柱１０の間に収納できるため、設置場所の確保に苦労することもない。加えて、直流分電盤４の近傍に蓄電池盤７を配置しても、広い蓄電池収納空間を設けることができる。

尚、上記実施形態では、交流／直流変換装置３ａを独立したケース１１ｂに収納しているが、直流分電盤４と共通するケースに収納しても良い。

１・・商用電源（商用電力）、２・・交流分電盤、３・・ＡＣ／ＤＣ盤、３ａ・・交流／直流変換装置、４・・直流分電盤、５・・ＤＣ／ＤＣ盤、５ａ・・直流電圧変換装置、６・・ＤＣ／ＡＣ盤、６ａ・・直流／交流変換装置、７・・蓄電池盤、７ａ・・蓄電池、１０・・間柱、１１（１１ａ〜１１ｆ）・・ケース、２１・・主幹ブレーカ、２２・・分岐ブレーカ、４１・・直流主幹ブレーカ、４２・・直流分岐ブレーカ、５２・・直流分岐ブレーカ、６２・・分岐ブレーカ。

Claims (2)

1. 引き込んだ商用電力を分岐するために複数の分岐ブレーカが組み付けられた交流分電盤と、前記商用電力から直流電力を生成する交流／直流変換装置と、前記交流／直流変換装置で生成された直流電力を分岐するために複数の直流分岐ブレーカが組み付けられた直流分電盤とを備えた交流／直流給電システムであって、
   前記交流／直流変換装置で変換された直流電力を、電圧の異なる直流電力に変換する直流電圧変換装置、及びその直流出力を分岐するための直流分岐ブレーカを具備するケースを備え、
   前記直流分電盤には、前記交流／直流変換装置で生成された直流電力に切り替えて直流電源として利用可能な蓄電池が接続され、
   前記交流分電盤のケース、前記直流分電盤のケース、前記直流電圧変換装置を収納したケース、及び前記蓄電池を収納したケースは、住戸の壁内に配置された間柱の間に収容可能な同一の幅を有し、
   同一の間柱間に、前記交流分電盤のケース、前記直流分電盤のケース、前記直流電圧変換装置を収納したケース、前記蓄電池を収納したケースの順に、上から下に縦に並べて設置したことを特徴とする交流／直流給電システム。
2. 前記直流分電盤の分岐電路から電力供給されて、前記商用電力に合わせた交流電力を生成する直流／交流変換装置を有し、
   当該直流／交流変換装置も、前記分電盤のケースと同一幅のケースに収納されて他のケースと同一の間柱間に配置されて成ることを特徴とする請求項１記載の交流／直流給電システム。

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