JP7226652B2

JP7226652B2 - 配電盤

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Publication number: JP7226652B2
Application number: JP2022527402A
Authority: JP
Inventors: 広登結城
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2020-05-28
Filing date: 2020-05-28
Publication date: 2023-02-21
Anticipated expiration: 2040-05-28
Also published as: WO2021240734A1; JPWO2021240734A1; DE112020007245T5

Description

本開示は、換気用の吸気口と排気口を備え、配線用遮断器などの電子機器が収納されたコントロールセンタなどの配電盤に関する。

主回路が導体で構成される配電盤は、主回路導体への通電によるジュール熱や導体周辺の構造物の誘導加熱などによって、導体温度及び周辺の空気温度が上昇する。配電盤の容量定格によっては温度上昇を抑えるために、配電盤内部空間へ外気を取り入れるため筐体の正面や背面の比較的低い位置に吸気口を設け、温度上昇した内部空気を排出するため筐体の正面上部や天井部などの比較的高い位置に排気口を設けて、換気を行う構造を取るこが一般的である。
近年では、配電盤での制御・監視対象の増加などにより収納機器が増えている。また、管理する負荷やモータ数の増加に伴い配電盤への通電容量拡大が求められており、導体の通電電流も大きくなってきている。そのため、自然対流による換気では、発熱に対して放熱が追いつかず配電盤内の空気温度が上がってしまう。配電盤内の空気温度が高温になると、収納機器の寿命低下や故障の要因となるため、収納機器の収納数や収納機器の制御装置の数が熱的影響により制限される。これにより、種々の方法により盤内の換気による冷却を行っている。例えば、特許文献１には、配電盤の複数個に分割されたブロックの上部境界に熱電変換素子を設け、配電盤の上部に設けられたファンの電源として熱電変換素子によって生じる起電力を用い、ファンを駆動させる構成が記載されている。

特開平３－２５６５０７号公報

しかしながら、従来のように、配電盤の上部境界に熱電変換素子を設けただけでは、ファンの排気によって配電盤の筐体内の温度が下がった場合、熱電変換素子の起電力を維持できないという課題があった。

本開示は、上述のような課題を解決するためになされたもので、配電盤の筐体内の温度が下がった場合でも、熱電変換素子の起電力を維持してファンを駆動させる配電盤を提供することを目的とする。

本開示に係る配電盤は、吸気口及び排気口が形成された筐体と、吸気口から筐体の内部に取り入れた空気を排気口から排出する回転機と、筐体の内部に設けられ、垂直母線及び水平母線が収納された母線室と、筐体に母線室と連通するように形成された筐体開口部を塞ぐように設けられた熱電変換モジュールとを備え、熱電変換モジュールは、熱電変換素子及び一方の面が熱電変換素子に接触し、他方の面が母線室に向けて設けられた磁性体を有し、熱電変換素子で発生した電力を回転機に供給して回転機を駆動させる。

本開示に係る配電盤によれば、熱電変換モジュールの磁性体の一方の面が熱電変換素子に接触し、他方の面が母線室に向けて配置されることで、磁性体に発生する渦電流のジュール熱により、筐体内の温度が下がった場合でも熱電変換素子の起電力を維持して回転機を駆動させることができる。

本開示の実施の形態１に係る配電盤の概略構成を示す正面図である。本開示の実施の形態１に係る配電盤の概略構成を示す側断面図である。本開示の実施の形態１に係る配電盤の概略構成を示す平断面図である。本開示の実施の形態１に係る配電盤の概略構成を示す背面斜視図である。本開示の実施の形態１に係る配電盤の背面パネルの分解図である。本開示の実施の形態１に係る配電盤の熱電変換素子の概略構成を示す断面図である。本開示の実施の形態１に係る配電盤の熱電変換モジュールの概略構成を示す正面図である。本開示の実施の形態１に係る配電盤の熱電変換モジュールの概略構成を示す背面図である。本開示の実施の形態１に係る配電盤の熱電変換モジュールの概略構成を示す側断面図である。本開示の実施の形態１に係る配電盤の絶縁枠体の概略構成を示す斜視図である。本開示の実施の形態１に係る配電盤の筐体内の空気の流れを示す模式図である。本開示の実施の形態２に係る配電盤の概略構成を示す背面斜視図である。本開示の実施の形態２に係る配電盤の上面パネルの分解図である。本開示の実施の形態３に係る配電盤の概略構成を示す背面斜視図である。本開示の実施の形態３に係る配電盤の背面パネルの分解図である。本開示の実施の形態３に係る配電盤の熱電変換モジュールの概略構成を示す正面図である。本開示の実施の形態３に係る配電盤の熱電変換モジュールの概略構成を示す背面図である。本開示の実施の形態３に係る配電盤の熱電変換モジュールの概略構成を示す側断面図である。本開示の実施の形態４に係る配電盤の概略構成を示す背面斜視図である。本開示の実施の形態４に係る配電盤の背面パネルの分解図である。本開示の実施の形態４に係る配電盤の概略構成を示す側断面図である。本開示の実施の形態５に係る配電盤の概略構成を示す側断面図である。

以下では、図面を参照して配電盤の一例を説明するが、その要旨を超えない限り、この構成によって限定されるものではない。なお、複数の実施の形態において同一又は類似の構成要素には、同一の符号を記す。

実施の形態１．
図１は、本開示の実施の形態１に係る配電盤の概略構成を示す正面図である。図２は、本開示の実施の形態１に係る配電盤の概略構成を示す側断面図である。図３は、本開示の実施の形態１に係る配電盤の概略構成を示す平断面図である。図２は、図１のＡ－Ａ線断面図であり、図の左側が配電盤の正面、右側が配電盤の背面を示している。図３は、図１のＢ－Ｂ線断面図であり、図３の下側は配電盤の正面、上側が配電盤の背面を示している。

図１、図２に示すように、配電盤１００は、略直方体形状の筐体１を有する。筐体１には吸気口２が形成され、筐体１の吸気口２より上側には排気口３が形成されている。筐体１の内部には、吸気口２から筐体１内に取り込まれた空気を排気口３から排出するための回転機４が設けられている。吸気口２及び排気口３は、例えば筐体１の正面において、スリット状の角穴を多数並べて形成されており、筐体１内への異物の侵入を防止しつつ、外部から筐体１内部又は筐体１内部から外部に空気を通すことができる。回転機４は、排気口３に隣接し、筐体１の正面から背面に向かう方向を回転軸の軸方向として設けられている。回転機４は、例えば複数枚の羽根を有するファン又はブロアである。

図２、図３に示すように、筐体１の内部は、上下方向に延びた仕切板５によって正面側の空間と背面側の空間とに区画されている。筐体１の正面側の空間には複数の機器ユニット６が収納されたユニット室７が設けられ、筐体１の背面側の空間には水平母線８及び垂直母線９が収納された母線室１０が設けられている。また筐体１の正面側の空間には、ユニット室７に隣接して機器ユニット６から外部の設備機器に延びる図示しない配線が収容される配線室１１が設けられている。

ユニット室７は、水平方向に延びた複数の支持板１２によって上下方向に区画されている。複数の機器ユニット６は、それぞれ支持板１２によって区画された空間に多段配置されている。機器ユニット６は、１段につき複数配置されていてもよい。機器ユニット６は、例えば配線用遮断器、保護装置、表示器などの機器を一つにまとめたユニットである。ユニット室７の正面は、支持板１２で区画されたスペースごとに開閉可能となっている。ユニット室７の背面では、機器ユニット６から延びた接触子１３が仕切板５から突出して垂直母線９に電気的に接続されている。垂直母線９は、例えば三相４線の４本からなり、それぞれ筐体１の上下方向に延び、水平母線８に接続されている。水平母線８は、例えば三相４線の４本からなり、筐体１の水平方向に延びて設けられている。

水平母線８及び垂直母線９は、配電盤１００の主回路導体であり、例えば銅などの導電性の高い金属で形成されている。水平母線８は、筐体１の外部の電源に接続されており、外部の電源から電力が供給される。水平母線８に供給された電力は、垂直母線９を介して各機器ユニット６に分配される。母線室１０では、水平母線８及び垂直母線９への通電によるジュール熱やその周辺の構造物の誘導加熱などによって、水平母線８及び垂直母線９の温度及び周辺の空気温度が上昇する。

図４は、本開示の実施の形態１に係る配電盤の概略構成を示す背面斜視図である。図５は、本開示の実施の形態１に係る配電盤の背面パネルの分解図である。図４の破線部は筐体内の一部を透視した部分を示す。図４、図５に示すように、筐体１の背面は、背面パネル１４で形成されている。背面パネル１４には、母線室１０に連通する筐体開口部１５が形成されている。背面パネル１４は、例えばステンレスなどの非磁性体材料で形成されている。

背面パネル１４には、筐体開口部１５を塞ぐように熱電変換モジュール１６が設けられている。熱電変換モジュール１６は、熱エネルギーと電気エネルギーを相互に変換する装置である。熱電変換モジュール１６は、母線室１０の垂直母線９及び水平母線８で発生した熱を利用して発電を行う。熱電変換モジュール１６で発電された電力は回転機４に送られ、回転機４を駆動させる。

熱電変換モジュール１６は、熱電変換素子１７と、熱電変換素子１７と接する磁性体１８と、筐体開口部１５に嵌めこまれた絶縁枠体１９とを備える。絶縁枠体１９には枠体開口部２０が形成され、枠体開口部２０に熱電変換素子１７と磁性体１８とが設けられている。

図６は、本開示の実施の形態１に係る配電盤の熱電変換素子の概略構成を示す断面図である。図６に示すように、熱電変換素子１７は、例えば、ｐ型半導体素子１７１とｎ型半導体素子１７２が交互に多数配列され、それらが電極１７３で挟まれて電気的に接続されたものである。さらに熱電変換素子１７は、電極１７３が一対の絶縁性基板１７４によって挟まれて一体化されている。熱電変換素子１７は、一対の絶縁性基板１７４で形成された素子表面１７ａを高温側、素子裏面１７ｂを低温側とし、温度差を与えることでゼーベック効果に起因する起電力を発生させる。熱電変換素子１７の起電力は素子表面１７ａと素子裏面１７ｂの温度差の二乗に比例する。そのため、発生する起電力を増大させるには、素子表面１７ａと素子裏面１７ｂの温度差を大きくする必要がある。

図７は、本開示の実施の形態１に係る配電盤の熱電変換モジュールの概略構成を示す正面図である。図８は、本開示の実施の形態１に係る配電盤の熱電変換モジュールの概略構成を示す背面図である。ここで、熱電変換モジュール１６の正面とは、熱電変換モジュール１６を筐体１の外部から見て背面パネル１４に平行な面を指し、熱電変換モジュール１６の背面とは、筐体１の内部から見て背面パネル１４に平行な面を指す。図９は、本開示の実施の形態１に係る配電盤の熱電変換モジュールの概略構成を示す断面図である。図９は、図７のＣ－Ｃ線断面図であり、図９の左側が筐体１の内部、右側が筐体１の外部を示している。

図９に示すように、熱電変換素子１７は、素子表面１７ａが磁性体１８に接触し、素子裏面１７ｂが筐体１外部に露出するように設けられている。熱電変換素子１７と磁性体１８とは、例えば接着剤などを介して接着されている。図７に示すように、熱電変換素子１７は、１つの磁性体１８につき、例えば上下左右に２枚ずつ配置されている。

磁性体１８は、例えば平板状の鉄板であり、背面パネル１４と平行に配置されている。磁性体１８は、一方の面に熱電変換素子１７が接触して設けられるとともに筐体１外部に露出し、他方の面が筐体１内の母線室１０に向けられ、水平母線８と対向するように設けられている。図８に示すように、磁性体１８は、水平母線８に流れる電流で発生する磁束に貫かれると、起電力のために渦電流ｋが発生する。磁性体１８は渦電流ｋが流れることで磁性体１８自身の抵抗によりジュール熱が発生する。このように、磁性体１８に熱電変換素子１７を接触して設けることで、磁性体１８に発生する渦電流のジュール熱により、熱電変換素子１７の素子表面１７ａの温度を高めることができる。

また図９に示すように、磁性体１８は、絶縁枠体１９の枠体開口部２０に嵌めこまれている。すなわち、磁性体１８の外周は、絶縁枠体１９で囲われている。絶縁枠体１９は、例えばセラミックなどの絶縁性の高い材料で形成されている。このように、磁性体１８を絶縁枠体１９で囲うことで磁性体１８に発生する渦電流ｋが背面パネル１４に漏れるのを防ぐことができる。

図１０は、本開示の実施の形態１に係る配電盤の絶縁枠体の概略構成を示す斜視図である。図１０に示すように、絶縁枠体１９の外周には外側溝部１９ａが形成されており、外側溝部１９ａには背面パネル１４が嵌めこまれる。また絶縁枠体１９の枠体開口部２０を形成する内周には内側溝部１９ｂが形成されており、内側溝部１９ｂには磁性体１８が嵌めこまれる。熱電変換素子１７から延びる図示しない配線は、絶縁枠体１９に形成された図示しない貫通孔を通り、筐体１の内側に入り込み、回転機４に電気的に接続される。熱電変換素子１７で発生された電力を受けて回転機４が駆動する。

次に、回転機４の駆動により筐体１内を空気が流れる様子について説明する。図１１は、本開示の実施の形態１に係る配電盤の筐体内の空気の流れを示す模式図である。一例として、図１１に示すように、筐体１の正面下部に吸気口２が設けられ、正面上部に排気口３が設けられ、排気口３に隣接して回転機４が設けられているものとする。また、仕切板５の吸気口２と対向する位置に下側通気口２１ａ、排気口３と対向する位置に上側通気口２１ｂが設けられているものとする。

まず、筐体１の正面に設けられた吸気口２からユニット室７に空気が取り込まれる。回転機４が駆動されることにより、ユニット室７に取り込まれた空気の一部は、複数の機器ユニット６の間隙を通り、筐体１の上部に設けられた排気口３に向かって上方向に流れる。またユニット室７に取り込まれた空気の一部は、ユニット室７を通り、ユニット室７と母線室１０との間を仕切る仕切板５に設けられた下側通気口２１ａを介して母線室１０に送られる。母線室１０に送られた空気は、筐体１の上方向に流れ、仕切板５の上側通気口２１ｂを介してユニット室７に戻り、排気口３に向かって流れる。このように、母線室１０に流れる空気によって水平母線８、垂直母線９及びその周囲の構造物で発生する熱を放熱させ、筐体１内の空気温度を下げることができる。

熱電変換素子１７の温度差は、水平母線８に通電することで磁性体１８に発生する渦電流に起因する。そのため、水平母線８が冷却され、配電盤１００の筐体１内部の温度が下がった場合でも熱電変換素子１７の起電力を保持することができる

また仕切板５の通気口を筐体１の下部の下側通気口２１ａ及び上部の上側通気口２１ｂのみ形成し、吸気口２から排気口３に向かう経路の途中でユニット室７と母線室１０との間を流れる空気を減らすことで、煙突効果により空気が加速され、放熱効果を高めることができる。

上述のとおり、本開示に係る配電盤１００では、吸気口２及び排気口３が形成された筐体１と、吸気口２から筐体１内に取り込まれた空気を排気口３から排出する回転機４とを備え、筐体１に母線室１０と連通する筐体開口部１５を設け、筐体開口部１５を塞ぐように熱電変換モジュール１６を設けている。熱電変換モジュール１６は、熱電変換素子１７と、一方の面が熱電変換素子１７に接触し、他方の面が母線室１０に向けて配置された磁性体１８とを備え、熱電変換素子１７で発生した電力により回転機４を駆動させる。

このように、熱電変換モジュール１６は、磁性体１８の一方の面が熱電変換素子１７に接触し、他方の面が母線室１０に向けて配置されることで、磁性体１８に発生する渦電流のジュール熱により、熱電変換素子１７の素子表面１７ａの温度を高めるとともに、回転機４の駆動により筐体１内の温度が下がった場合でも、熱電変換素子１７の起電力を維持して回転機４を駆動させることができる。

また、熱電変換素子１７によって回転機４を駆動させることができるため、回転機４に個別電源を設けずとも、筐体１内の空気を排気する強制換気を行うことできる。そのため、配電盤１００の筐体１の内部の温度上昇を抑制できるとともに、回転機４の電源のランニングコストが不要となる。また、回転機４の電源分の配置スペースを削減することができるため、規定された筐体１内の許容温度内で、筐体１内の収納機器を増やすことができる。さらに、配電盤１００の外形サイズを縮小することも可能となる。

実施の形態２．
図１２は、本開示の実施の形態２に係る配電盤の背面斜視図を示す。図１３は、本開示の実施の形態２に係る配電盤の上面パネルの分解図を示す。実施の形態１では、背面パネル１４に筐体開口部１５を形成し、熱電変換モジュール１６を配置する構成を示したが、本実施の形態に係る配電盤１０１では、上面パネル２２に母線室１０に連通する筐体開口部１５を設け、筐体開口部１５を塞ぐように熱電変換モジュール１６を配置する構成とした。以下では、実施の形態１と異なる点を中心に説明し、同様の点は適宜省略して説明する。

図１２、図１３に示すように、配電盤１０１は、筐体１の上面を形成する上面パネル２２を備える。上面パネル２２において仕切板５に対して背面側の部分には、母線室１０に連通する筐体開口部１５が設けられている。上面パネル２２には、筐体開口部１５を塞ぐように、熱電変換モジュール１６が設けられている。熱電変換モジュール１６は、熱電変換素子１７と、熱電変換素子１７と接するように設けられた磁性体１８と、筐体開口部１５に嵌めこまれる絶縁枠体１９とを備える。絶縁枠体１９は、枠体開口部２０が形成され、枠体開口部２０には熱電変換素子１７及び磁性体１８が設けられている。磁性体１８は、例えば平板状の鉄板であり、上面パネル２２と平行に設けられている。熱電変換素子１７は、例えば上面パネル２２を平面視したとき、例えば４つが一列に並んで設けられている。熱電変換素子１７は、図示しない配線が絶縁枠体１９の図示しない貫通孔から筐体１内に入り込み、筐体１の上部に形成された排気口３に隣接する回転機４に繋がれ、回転機４に電力を供給する。

上述のように、本実施の形態に係る配電盤１０１では、上面パネル２２に母線室１０に連通する筐体開口部１５を形成し、筐体開口部１５を塞ぐように熱電変換モジュール１６を設ける構成とした。本実施の形態でも実施の形態１と同様に、熱電変換モジュール１６は、磁性体１８の一方の面が熱電変換素子１７に接触し、他方の面が母線室１０に向けて配置されることで磁性体１８に発生する渦電流のジュール熱により、熱電変換素子１７の素子表面１７ａの温度を高めるとともに、回転機４の駆動により筐体１内の温度が下がった場合でも、熱電変換素子１７の起電力を維持して回転機４を駆動させることができる。さらに、本実施の形態では、筐体１の上面パネル２２に熱電変換モジュール１６を設けることで、筐体１の上部に配置された回転機４に繋げる熱電変換素子１７の配線が短くて済み、配線作業を効率化させることができる。

実施の形態３．
図１４は、本開示の実施の形態３に係る配電盤の背面斜視図を示す。図１５は、本開示の実施の形態３に係る配電盤の背面パネルの分解図を示す。図１６は、本開示の実施の形態３に係る配電盤の熱電変換モジュールの概略構成を示す正面図である。図１７は、本開示の実施の形態３に係る配電盤の熱電変換モジュールの概略構成を示す背面図である。図１８は、本開示の実施の形態３に係る配電盤の熱電変換モジュールの概略構成を示す側断面図である。図１８は、図１６のＤ－Ｄ線断面図である。

実施の形態１では、絶縁枠体１９の枠体開口部２０に磁性体１８を嵌めこむ構成を示したが、本実施の形態に係る配電盤１０２では、絶縁枠体１９１に複数の枠体開口部２０を設け、複数の枠体開口部２０にそれぞれ熱電変換素子１７を嵌めこみ、磁性体１８を絶縁枠体１９１の筐体１内側の面に設ける構成とした。以下では、実施の形態１と異なる点を中心に説明し、同様の点は適宜省略して説明する。

背面パネル１４には、筐体開口部１５を塞ぐように熱電変換モジュール１６１が設けられている。筐体開口部１５の内周には、絶縁枠体１９１が嵌めこまれている。絶縁枠体１９１は枠体開口部２０に熱電変換素子１７が嵌めこまれている。絶縁枠体１９１は、一方の面が筐体１の外部に露出し、他方の面が筐体１の内の母線室１０に向けて設けられている。絶縁枠体１９１の筐体１の内部に向けられた面には、磁性体１８が接触して設けられている。磁性体１８は、一方の面が枠体開口部２０を介して熱電変換素子１７に接触し、他方の面が水平母線８に対向して設けられている。磁性体１８は、全体が筐体１の母線室１０内に設けられている。また磁性体１８の外周は絶縁枠体１９１の外周の内側に収まるように設けられている。磁性体１８と絶縁枠体１９１とは、例えばビスなどにより取り付けられている。

上述のように、本実施の形態に係る配電盤１０２では、熱電変換モジュール１６１の絶縁枠体１９１が枠体開口部２０を有し、枠体開口部２０に熱電変換素子１７が嵌めこまれ、磁性体１８の一方の面が枠体開口部２０を介して熱電変換素子１７に接触して設けられる構成とした。本実施の形態でも実施の形態１と同様に、熱電変換モジュール１６は、磁性体１８の一方の面が熱電変換素子１７に接触し、他方の面が母線室１０に向けて配置されることで、磁性体１８に発生する渦電流のジュール熱により、熱電変換素子１７の素子表面１７ａの温度を高めるとともに、回転機４の駆動により筐体１内の温度が下がった場合でも、熱電変換素子１７の起電力を維持して回転機４を駆動させることができる。

さらに、本実施の形態に係る配電盤１０２では、熱電変換素子１７を絶縁枠体１９１の枠体開口部２０に嵌めこんで設けることで外部との接触により熱電変換素子１７が筐体１から脱落する恐れを低減することができる。

実施の形態４．
図１９は、本開示の実施の形態４に係る配電盤の背面斜視図を示す。図２０は、本開示の実施の形態４に係る配電盤の背面パネルの分解図を示す。実施の形態１では、背面パネル１４に筐体開口部１５を一つ設け、一つの筐体開口部１５を塞ぐように熱電変換モジュール１６を配置する構成とした。本実施の形態では、背面パネル１４１に、母線室１０と連通する複数の筐体開口部１５を設け、複数の筐体開口部１５を塞ぐようにそれぞれ熱電変換モジュール１６を設ける構成とした。以下では、実施の形態１と異なる点を中心に説明し、同様の点は適宜省略して説明する。

図２０に示すように、背面パネル１４１には、例えば筐体１の上部に第１の筐体開口部１５ａ、筐体１の下部に第２の筐体開口部１５ｂが並んで形成されている。第１の筐体開口部１５ａ及び第２の筐体開口部１５ｂには、それぞれ第１の熱電変換モジュール１６ａ及び第２の熱電変換モジュール１６ｂが設けられている。第１の熱電変換モジュール１６ａ及び第２の熱電変換モジュール１６ｂは、それぞれ熱電変換素子１７と、熱電変換素子１７と接するように設けられた磁性体１８と、第１の筐体開口部１５ａ及び第２の筐体開口部１５ｂにそれぞれ嵌めこまれる絶縁枠体１９と備える。絶縁枠体１９には、枠体開口部２０が形成され、枠体開口部２０には熱電変換素子１７及び磁性体１８が設けられる。

図２１は、本開示の実施の形態４に係る配電盤の側断面図を示す。筐体１の正面下部には吸気口２が形成され、正面上部には排気口３が形成されている。筐体１内部には、排気口３に隣接して第１の回転機４ａが設けられ、吸気口２に隣接して第２の回転機４ｂが設けられている。第１の回転機４ａは、筐体１の内部の空気を筐体１の外部に排出し、第２の回転機４ｂは外部の空気を筐体１の内部に取り込む。第１の回転機４ａは、第１の熱電変換モジュール１６ａに電気的に接続され、第１の熱電変換モジュール１６ａで発生した電力により駆動される。第２の回転機４ｂは、第２の熱電変換モジュール１６ｂに接続され、第２の熱電変換モジュール１６ｂで発生した電力により駆動される。

上述のように、本実施の形態では、背面パネル１４１に母線室１０に連通する複数の筐体開口部１５を形成し、それぞれ熱電変換モジュール１６を塞ぐように設ける構成とした。本実施の形態でも実施の形態１と同様に、熱電変換モジュール１６は、磁性体１８の一方の面が熱電変換素子１７に接触し、他方の面が母線室１０に向けて配置されることで磁性体１８に発生する渦電流のジュール熱により、熱電変換素子１７の素子表面１７ａの温度を高めるとともに、回転機４の駆動により筐体１内の温度が下がった場合でも、熱電変換素子１７の起電力を維持して回転機４を駆動させることができる。

さらに、本実施の形態に係る配電盤１０３は、複数の熱電変換モジュール１６を設けることで、回転機４を駆動させるのに必要な電力を増大させることができる。また、背面パネル１４１の上下並んで２つの熱電変換モジュール１６ａ、１６ｂを設け、２つの熱電変換モジュール１６ａ、１６ｂから排気用の第１の回転機４ａと吸気用の第２の回転機４ｂにそれぞれ電力を供給することで、熱電変換モジュール１６と回転機４をつなぐ配線を短くしつつ、筐体１内の空気の流動性を高め、筐体１内部の空気温度をさらに下げることができる。

実施の形態５．
図２２は、本開示の実施の形態５に係る配電盤の側断面図を示す。配電盤１０４は、配電盤１０４にさらに蓄電池２３を備える。以下では、実施の形態１と異なる点を中心に説明し、同様の点は適宜省略して説明する。

図２２に示すように、配電盤１０４は、吸気口２と排気口３とを有する筐体１と、吸気口２から筐体１内部に取り込まれた空気を排気口３から筐体１外部に排出する回転機４とを備える。筐体１の内部には、機器ユニット６が設けられるユニット室７と、ユニット室７に電力を供給する垂直母線９及び水平母線８が設けられた母線室１０とを備える。筐体１には、母線室１０と連通する筐体開口部１５が形成され、筐体開口部１５には熱電変換モジュール１６が設けられている。

蓄電池２３は、例えば筐体１のユニット室７の最下段に収容される。蓄電池２３は、熱電変換モジュール１６の熱電変換素子１７の配線に接続され、熱電変換素子１７で発生された起電力を蓄える。蓄電池２３は、回転機４に配線などで電気的に接続され、蓄電池２３に蓄えられた電力により回転機４を駆動させることができる。

上述のように、本実施の形態に係る配電盤１０４では、筐体１内部に熱電変換モジュール１６及び回転機４に接続された蓄電池２３を備える構成とした。本実施の形態でも実施の形態１と同様に、熱電変換モジュール１６は、磁性体１８の一方の面が熱電変換素子１７に接触し、他方の面が母線室１０に向けて配置されることで、磁性体１８に発生する渦電流のジュール熱により、熱電変換素子１７の素子表面１７ａの温度を高めるとともに、回転機４の駆動により筐体１内の温度が下がった場合でも、熱電変換素子１７の起電力を維持して回転機４を駆動させることができる。

さらに本実施の形態に係る配電盤１０４では、熱電変換モジュール１６による起電力を、筐体１内部に配設した蓄電池２３に蓄え利用することで停電時など配電盤１０４への電力供給が停止した際も、回転機４を持続稼動することが可能となる。そのため配電盤１０４の筐体１の内部の温度を安全に低下させることが可能となる。

なお、実施の形態１から５では、吸気口２及び排気口３を筐体１の正面に設ける構成としたが、空気を吸気及び排気できればよく、例えば背面、上面、左右側面に設ける構成としてもよい。

また、実施の形態１から５では、吸気口２又は排気口３に隣接して回転機４を設ける構成としたが、筐体１内部の空気を強制対流させられるように配置されていればよい。また回転機４の軸方向を筐体１の前後方向としたが、上下方向であってもよい。

また、実施の形態１から５では、１つの磁性体１８につき複数の熱電変換素子１７が設けられる構成としたが、回転機４を駆動させるための起電力を確保できればよく、１つの磁性体１８に１つの熱電変換素子１７であってもよい。

また、実施の形態１から５では、配電盤１００がコントロールセンタである例を示したが、熱電変換モジュール１６に渦電流を発生させる主回路導体があればよく、その他の配電盤であってもよい。

また、本開示は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変更、省略したりすることが可能である。

１筐体
２吸気口
３排気口
４回転機
５仕切板
６機器ユニット
７ユニット室
８水平母線
９垂直母線
１０母線室
１１配線室
１２支持板
１３接触子
１４背面パネル
１５筐体開口部
１６熱電変換モジュール
１７熱電変換素子
１８磁性体
１９絶縁枠体
２０枠体開口部
２１ａ下側通気口
２１ｂ上側通気口
２２上面パネル
２３蓄電池
１００配電盤

Claims

吸気口及び排気口が形成された筐体と、
前記吸気口から前記筐体の内部に取り入れた空気を前記排気口から排出する回転機と、
前記筐体の内部に設けられ、垂直母線及び水平母線が収納された母線室と、
前記筐体に前記母線室と連通するように形成された筐体開口部を塞ぐように設けられた熱電変換モジュールとを備え、
前記熱電変換モジュールは、熱電変換素子及び一方の面が前記熱電変換素子に接触し、他方の面が前記母線室に向けて設けられた磁性体を有し、前記熱電変換素子で発生した電力を前記回転機に供給して前記回転機を駆動させる
配電盤。
前記熱電変換モジュールは、前記筐体開口部に嵌めこまれる絶縁枠体を有し、前記絶縁枠体には枠体開口部が形成され、前記枠体開口部に前記磁性体及び前記熱電変換素子が設けられている請求項１に記載の配電盤。
前記熱電変換モジュールは、前記枠体開口部に前記磁性体が嵌めこまれている請求項２に記載の配電盤。
前記筐体の内部を正面側と背面側とに仕切る仕切板が設けられ、前記母線室が前記仕切板に対し前記背面側の空間に設けられ、前記筐体の背面を形成する背面パネルに前記筐体開口部が形成された請求項１から３のいずれか一項に記載の配電盤。
前記吸気口は前記筐体の下部に形成され、前記排気口は前記筐体の上部に形成され、前記仕切板には、前記筐体の下部に下側通気口が形成され、前記筐体の上部に上側通気口が形成された請求項４に記載の配電盤。
前記筐体の内部を正面側と背面側とに仕切る仕切板が設けられ、前記母線室が前記仕切板に対し前記背面側の空間に設けられ、前記筐体の上面を形成する上面パネルに前記筐体開口部が形成された請求項１から３のいずれか一項に記載の配電盤。
前記熱電変換モジュールは、前記枠体開口部に前記熱電変換素子が嵌めこまれ、前記絶縁枠体の前記筐体の内側の面に前記磁性体が設けられている請求項２に記載の配電盤。
前記筐体には、複数の前記筐体開口部が形成され、複数の前記筐体開口部にそれぞれ前記熱電変換モジュールが設けられた請求項１から７のいずれか一項に記載の配電盤。
前記筐体には、２つの前記筐体開口部が形成され、前記筐体開口部にそれぞれ前記熱電変換モジュールが設けられ、一方の前記熱電変換モジュールが前記吸気口に隣接して設けられた前記回転機に電力を供給し、他方の前記熱電変換モジュールが前記排気口に隣接して設けられた前記回転機に電力を供給する請求項１から８のいずれか一項に記載の配電盤。
蓄電池が設けられ、前記熱電変換素子で発生した電力を前記蓄電池に蓄え、前記蓄電池に蓄えられた電力で前記回転機を駆動させる請求項１から９のいずれか一項に記載の配電盤。