TW201315067A - 控制箱 - Google Patents

Abstract

本發明可提供一種冷卻效果高且製造容易之控制箱，該控制箱具備有：相對於外部而形成閉鎖空間19且上部具有排氣口17以及具有用來開閉前面的開口部之門13之箱框體7；背面具有基座板1且收納有發熱機器之機器單元11；以讓基座板1在後側之方式而將複數個機器單元11相互並排裝設，藉此使複數個基座板1在板面延伸方向相互組合而形成之將箱框體7內在前後方向予以分隔之間隔壁18；在基座板1的後側在箱框體7的上下方向貫通且連通至箱框體7的排氣口17之垂直方向通風路20；在每個機器單元11使間隔壁18的前後相連通之通氣口4；以及在各機器單元11的前面位置設於門13之吸氣口14。

Description

控制箱

本發明係關於收納有反相器(inverter)等的高發熱機器之控制箱的換氣構造。

控制箱因為在運轉時通電，所以收納的母線及機器等會發熱。周圍溫度變高會成為絕緣物及收納機器等的壽命縮短或故障之原因，因此，為了確保裝置的穩定動作及可靠性而使用各種方法來進行控制箱內的換氣以進行冷卻。換氣冷卻之方法，大致分為自然換氣方式以及利用風扇或空調機之強制換氣方式，強制換氣的冷卻能力比自然換氣高，但從經濟性的觀點來看，自然換氣方式較便宜。

傳統的控制箱，有例如專利文獻1(日本特開平6-165321號)中所記載的控制箱，提供一種為了發熱機器之換氣而將排氣導出罩安裝在控制中心之單元(unit)(將用來控制馬達等之控制中心負載側機器之複數個控制機器群做成一個單元而構成者)的側面板，以使排氣導出罩位在控制中心(control center)之單元的發熱機器的上部之構造，但在必須進行例如發熱機器上部設有換氣扇之反相器等機器的維護(maintenance)之情況，在將排氣導出罩安裝在單元側面板之構造中，會有難以進行將安裝螺絲拆下等，在單元收納於箱中的狀態下將排氣導出罩拆下之動作，而在要進行機器的維護時必須將單元從箱中拆除。

另外，傳統的控制箱，還有例如專利文獻2(日本特開 2009-194963號)中所記載的控制箱，提供一種為了控制中心單元之換氣，而在區隔單元收納空間與配線管道(duct)之間之隔板設置通氣口，讓空氣排放到兼作為配線管道之換氣管道之構造，但因為是換氣管道兼作為配線管道之構造，所以有換氣能力容易受到配線量影響之問題。

[先前技術文獻] (專利文獻)

(專利文獻1)日本特開平6-165321號公報

(專利文獻2)日本特開2009-194963號公報

上述之傳統的控制箱，為了提高換氣性能，而有設置換氣扇，或是將製作控制箱的框體時形成的垂直的配線管道使用作為換氣管道之作法。

在設置換氣扇之情況，會有零件數目增加使得製造成本變高，而且還有由於使用風扇而使得消耗能量增加、及由於風扇壽命之限制而使得保養費用增加之問題。

此外，在使用製作控制箱的框體時形成的配線管道之情況，則會有因框體的構成變複雜而要花很多製造工時使得製造成本變高，而且在配線很多之情況會使得冷卻能力變低之問題。

本發明係為了解決如上所述之課題而完成者，其目的在得到製造容易且冷卻性能高之控制箱。

本發明之控制箱，係構成為具備有：相對於外部而形成閉鎖空間且上部具有排氣口，以及具有可從前方部進到內部之開口部及用來開閉該開口部前面之門的框體；背面具有基座板且收納有發熱機器之機器單元；以讓前述基座板在後側之方式而將複數個前述機器單元從前述開口部朝向前述框體內部插入到預定位置並相互並排裝設，藉此在前述框體內的預定位置使前述複數個基座板在前述基座板的板面延伸方向相互組合而形成之將前述框體內在前後方向予以分隔之間隔壁；在前述基座板的後側在框體的上下方向貫通且連通至前述框體的排氣口之垂直方向通風路；在每個前述機器單元使間隔壁的前後相連通之通氣口；以及在前述各機器單元前面位置設於前述門之吸氣口。

根據本發明，將複數個單元裝設在控制箱內來形成冷卻用的通風路，因此具有可得到製造容易且冷卻性能高之控制箱。

實施形態1.

以下，根據第1至5圖來說明本發明之實施形態1。

第1圖係顯示本發明實施形態1之控制箱的單元的構成之圖，基座板1設有通氣口4及用來將單元固定至箱框體7之單元安裝孔6，且在發熱機器上方的位置，安裝有可排氣至前述通氣口4之排氣導出罩2，此排氣導出罩2係利用安裝螺絲5而以可從單元的正面拆下來的方式安裝 至基座板1。

第2圖係顯示第1圖的X-X剖面之側剖面圖，係顯示利用配置在上部之排氣導出罩2而使得例如反相器(inverter)3之高發熱機器的熱可經由通氣口4朝向基座板1的後部排出之構成。

第3圖係顯示在將後述的門13打開之狀態下，控制箱的箱框體7及安裝固定在前述箱框體7內之單元安裝板8的安裝狀態之前視圖。單元安裝板8係設有單元固定孔9及單元安裝板固定孔10，且係利用貫通單元安裝板固定孔10之螺絲而固定至箱框體7。在此，將從控制箱的前方觀看所見之前述單元安裝板8的前述機器單元11的安裝面，稱作為從控制箱的前方觀看所見之「箱框體內的預定位置」。

第4圖係顯示在將後述的門13打開之狀態下，在控制箱的箱框體7內部的單元安裝板8上安裝有橫向三行，上下兩段之第1圖所示的機器單元11的狀態之前視圖。前述各機器單元11，係透過設於前述單元安裝板8之複數個前述的單元安裝孔6而安裝固定至前述單元安裝板8，且係以在基座板1的板面延伸方向相互對接之狀態相組合，藉此形成高度有前述機器單元11的兩段份，寬度為橫貫箱框體7的左右間的整個寬度之間隔壁18，且在前述單元安裝板8的後方形成由前述機器單元11的基座板1及箱框體7的側面及後面所包圍且在垂直方向連通之空間(亦即垂直方向通風路20)。

另外，關於用來形成箱框體7之外部與閉鎖空間19之門13等，將利用第5及6圖來進行說明。

第5圖係顯示第4圖的Y-Y剖面之側剖面圖。第4圖顯示從箱框體7的深度方向來看，僅在設在大致中央之單元安裝板8的前面側安裝固定有兩段的機器單元11之狀態。就此情況而言，因為係為僅使用控制箱的前後方向中的單面者，故稱為單面型的控制箱。

在此單面型控制箱中，為了設置箱框體7之經與外部閉鎖的閉鎖空間19，而在箱的正面側安裝有門13，此門13的上部配置有與門前方連通之換氣扇15。第5圖中，門13係在上下分割為三部分，且各個門13都可獨立地開啟關閉。最上部的門13，係從上段機器單元11的基座板的上端附近在上部進行箱框體7的前面之開啟關閉。中段及下段的門13，係在上下兩段的機器單元11兩者的交界附近的前面部附近具有分割部，分別進行箱框體7的前面(亦即開口部22)之開啟關閉。

另外，在控制箱的背面側安裝有背面蓋板12，就第5圖而言，背面蓋板12係將從箱框體7的上端到下端之箱框體7的後部全面予以閉鎖。

在第5圖中，在箱框體7的深度方向的大致中央部，配置有在前述箱框體7的上下方向隔著間隔而呈上中下三段且朝箱框體7的左右(第5圖之紙面深度方向)延伸之單元安裝板8，並將機器單元11及基座板1安裝固定在單元安裝板8。在前述單元安裝板8的上段及中段間安裝固定 上段的機器單元11，在前述單元安裝板8的中段及下段間安裝固定下段的機器單元11，就整體來看，在前述單元安裝板8的前面側藉由前述基座板1形成間隔壁18，且前述基座板1將箱框體7內的空間於控制箱的前後方向予以分隔。藉由以前述複數的基座板1所構成之間隔壁18及前述箱框體的兩側面壁及前述背面蓋板12形成在前述箱框體7的上下方向連通之垂直的管道狀空間(亦即垂直方向通風路20)。

在門13之位於前述各機器單元11下部之前方位置，具有用來吸氣之朝向控制箱的前面開口之吸氣口14，從前述吸氣口14吸入之空氣因前述反相器3而變熱，並經由前述機器單元11的排氣導出罩2而連通於前述通氣口4，而排出到藉由前述基座板1而形成於控制箱的後側之在垂直方向連通之空間，之後，在此垂直連通的空間(亦即垂直方向通風路20)的煙囪效應下往上方移動，然後藉由前述換氣扇15而通過形成於前述門13之排氣口17而排放到控制箱外。

如上述，在實施形態1之發明中，在箱框體7內將機器單元11的基座板1並排配置在單元安裝板8上，即可在箱框體7內構成間隔壁18，而容易地形成垂直方向通風路20。

另外，藉由做成為為單面構成，就可用前面操作方式容易地製造冷卻性能高之薄型控制箱。

實施形態2.

以下，根據第6至8圖來說明本發明之實施形態2。第6圖與實施形態1一樣，係顯示第4圖的Y-Y斷面之側剖面圖。在第6圖中，係在箱框體7的前面/後面設置開口，並藉由門13來進行前述箱框體7的前後面的開口之開啟關閉。將門13分割為上中下三段這一點與前述實施形態1一樣。於實施形態1中，係為從箱框體7的深度方向來看，僅在設在大致中央之單元安裝板8的前面側安裝固定兩段的機器單元11，且在控制箱的前後方向中，僅使用單面之單面型控制箱，相對於此，本實施形態2之控制箱係為從控制箱的前後方向兩面透過箱框體7的開口部22來安裝固定機器單元11者，故稱為雙面型控制箱。

在第6圖之雙面型控制箱中，為了相對於控制箱7之外部而形成閉鎖空間，將配置有與門13的外部連通之換氣扇15的上段門13安裝在箱正面側及背面側。在前述箱框體7的前後方向的大致中央，將單元安裝板8配置為在前後方向隔著預定的距離而在上下方向配置兩行，且在箱框體7的上下方向隔著預定的間隔配置成上/中/下三段，並且在箱框體7的兩側方向(箱的寬度方向)橫跨於左右間之狀態。從控制箱的正面側及背面側安裝固定到箱框體7內之前述機器單元11的前述基座板1，會將前述箱框體7內的空間分隔為控制箱的前後方向，所以會在前述箱框體7的深度方向的大致中央部，構成連通至換氣扇15之煙囪狀的閉鎖空間19(亦即垂直方向通風路20)，該換氣扇15係透過配置於控制箱的上部且形成於上段門13之排氣口17 而進行排氣。

將上述單元安裝板8之安裝前面側的機器單元11安裝面及安裝後面側的機器單元11安裝面，做為從控制箱的前方觀看所見之「箱框體內的預定位置」。

在覆蓋前述各機器單元11下方部的前面(控制箱的後側單元之情況則為後面)之門13，設有用來吸氣之吸氣口14·從控制箱的正面及背面的前述吸氣口14吸入之空氣因屬於高發熱機器之反相器3而變熱，由上下段的前述各機器單元11的排氣導出罩2連通至前述基座板1的前述通氣口4，而排放到「連通至換氣扇15之煙囪狀的閉鎖空間」(亦即垂直方向通風路20)，且在煙囪效應下往上方移動，然後藉由前述換氣扇15通過形成於前述門13之排氣口17而排放到控制箱外。

第7圖係顯示第4圖之Z-Z剖面，而且是雙面型控制箱的箱框體7的水平剖面之剖面俯視圖，顯示配置於箱框體7的兩側之剖面為ㄈ字形的支柱21的形狀及配置。

在圖中，箱框體7係將ㄈ字形剖面的支柱21配置成：在朝向相對於控制箱的前後方向的大致中心呈對稱且相對於箱左右方向的中心線呈對稱之方向，長度可連結箱框體7的上下端的框部。ㄈ字形剖面的支柱21設有用來安裝單元安裝板8之單元安裝板固定孔10。ㄈ字形的形狀在第8圖所示的雙面型之情況，係為已考量將單元安裝板8從控制箱的前後安裝到前述ㄈ字形的支柱21的前後面之情形者，在限定於單面之情況，則亦可為L字形或平板形狀。 另外，關於前述ㄈ字形的支柱21的前後方向的位置，並不一定要與箱框體7的前後方向的大致中心一致，亦可按照前述機器單元11之控制箱的深度方向的大小，而從控制箱的大致中央部往前後方向做適度的偏移來配置。

第8圖係顯示雙面型控制箱的情況之第4圖的W-W斷面之水平剖面圖，並顯示在箱框體7利用設於單元安裝板8的兩端部之單元安裝板固定孔10，以螺絲(未圖示)將單元安裝板8從控制箱的前面側及背面側固定至箱框體7的ㄈ字形斷面的支柱21的前後面之狀態。在前述單元安裝板8，係以從控制箱的前後包夾之形態安裝有機器單元11的基座板1。該安裝係藉由貫通於設在前述基座板1的單元安裝孔6、及設在前述單元安裝板8的單元固定孔9相互間之螺絲而固定至前述單元安裝板8。如此，將複數個前述機器單元11配置成上下/左右並排，並藉由複數個前述基座板1，在控制箱的深度方向的大致中間構成在箱框體7的上下方向連通之空間。此空間為垂直方向的通風路，並在此排放因反相器3的熱而變熱之空氣，變熱的空氣在上下連通的空間的煙囪效應下上升，然後通過前述換氣扇15而排放到控制箱外。

如上述，在實施形態2之發明中，從控制箱的前後方向將機器單元11的基座板1配置到箱框體7內且在單元安裝板8上配置成在上下方向排成兩行，就可在箱框體7內構成間隔壁，而容易地形成通風路。

另外，藉由做成為雙面構成，就可容易地製造控制機 器的收納效率高且冷卻性能亦高之薄型控制箱。

實施形態3.

第9圖係顯示相對於在控制箱上部利用換氣扇15來在前後方向進行排氣之第6圖的構成，更在箱上方設置進行排氣之換氣扇15的構成者。係顯示：在發熱機器(反相器3等)的發熱量很大之情況，形成除了可朝向控制箱的前後方向換氣，也可朝向控制箱的上方換氣之構成。另外，在排氣的方向有限制之情況，亦可形成為可選擇性地朝向箱的前後方向或上方之任一方向排出者。

藉由形成為如此之構成，就可得到不會使構成變複雜而使散熱效果提高之控制箱。

實施形態4.

第10圖係顯示沒有換氣扇而僅設置開口部之排氣口17來取代第9圖之換氣扇15之構成。在發熱機器(反相器3等)的發熱量較小之情況，不使用換氣扇15而設置排氣口17，就可有經濟效益地進行排氣。

藉由形成為如此之構成，就可得到以省能源、省資源效果高之簡單的構成來使散熱效果提高之控制箱而不須使構成變複雜。

在上述的說明中，雖主要針對收納反相器之控制箱來進行說明，但無庸置疑，除了反相器之外，收納發熱量很大的功率電子(power electronics)機器之控制箱也可利用本發明。

另外，無庸置疑，以上所說明的控制箱，除了指通常 的進行機器的運轉控制之控制箱之外，在進行電力的開關控制之所謂的開關設備(switch gear)，在廣泛的意義下當然也可利用本發明作為控制箱。

再者，無庸置疑，本發明可在其發明範圍內適當地進行上述各實施形態之變形、或省略。

而且，第1至10圖之各圖中，相同符號係表示相同或相當之部份。

1‧‧‧基座板

2‧‧‧排氣導出罩

3‧‧‧反相器(高發熱機器)

4‧‧‧通氣口

5‧‧‧安裝螺絲

6‧‧‧單元安裝孔

7‧‧‧箱框體

8‧‧‧單元安裝板

9‧‧‧單元固定孔

10‧‧‧單元安裝板固定孔

11‧‧‧機器單元

12‧‧‧背面蓋板

13‧‧‧門

14‧‧‧吸氣口

15‧‧‧換氣扇(排氣扇)

16‧‧‧空氣之流動

17‧‧‧排氣口

18‧‧‧間隔壁

19‧‧‧閉鎖空間

20‧‧‧垂直方向通風路

21‧‧‧支柱

22‧‧‧開口部

第1圖係顯示本發明實施形態1之控制箱的單元的構成的一例之前視圖。

第2圖係顯示本發明實施形態1之圖，係顯示第1圖的X-X剖面之側剖面圖。

第3圖係顯示本發明實施形態1之控制箱的框體及單元安裝板的構成的一例之前視圖。

第4圖係顯示在本發明實施形態1之控制箱中，將第1圖之單元安裝固定在箱內的狀態的一例之前視圖。

第5圖係顯示本發明實施形態1之第4圖的Y-Y剖面的構成之側剖面圖。

第6圖係顯示本發明實施形態2之控制箱的實例之圖，係與第4圖的Y-Y剖面相當之側剖面圖。

第7圖係顯示本發明實施形態2之控制箱的實例之圖，係與第4圖的Z-Z剖面相當之剖面平面圖。

第8圖係顯示本發明實施形態2之控制箱的實例之圖，係與第4圖的W-W剖面相當之水平剖面圖。

第9圖係顯示本發明實施形態3之控制箱的實例之側剖面圖。

第10圖係顯示本發明實施形態4之控制箱的實例之側剖面圖。

2‧‧‧排氣導出罩

4‧‧‧通氣口

7‧‧‧箱框體

8‧‧‧單元安裝板

11‧‧‧機器單元

12‧‧‧背面蓋板

13‧‧‧門

14‧‧‧吸氣口

15‧‧‧換氣扇(排氣扇)

16‧‧‧空氣之流動

17‧‧‧排氣口

18‧‧‧間隔壁

19‧‧‧閉鎖空間

20‧‧‧垂直方向通風路

22‧‧‧開口部

Claims (6)

1. 一種控制箱，至少具備有：相對於外部而形成閉鎖空間且上部具有排氣口，以及具有可從前方部進到內部之開口部及用來開閉該開口部前面之門的箱框體；背面具有基座板且收納有發熱機器之機器單元；以讓前述基座板在後側之方式而將複數個前述機器單元從前述開口部朝向前述箱框體內部插入到預定位置並相互並排裝設，藉此在前述箱框體內的預定位置使前述複數個基座板在前述基座板的板面延伸方向相互組合而形成之將前述箱框體內於前後方向予以分隔之間隔壁；在前述基座板的後側在箱框體的上下方向貫通且連通至前述箱框體的排氣口之垂直方向通風路；在每個前述機器單元使間隔壁的前後相連通之通氣口；以及在前述各機器單元前面位置設於前述門之吸氣口。
2. 一種控制箱，至少具備有：相對於外部而形成閉鎖空間且上部具有排氣口，以及具有可從前方部及後方部進到內部之開口部及用來開閉該開口部前面之門的箱框體；背面具有基座板且收納有發熱機器之單元；以讓前述基座板在後側之方式而將複數個前述單元從前述開口部朝向前述箱框體內部插入到預定位置並相互並排裝設，藉此在前述箱框體內的預定位置使前述複數個基座板在前述基座板的板面延伸方向相互組合而形成之將前述箱框體內朝前後方向予以分隔之間隔壁；在前述基座板的後側形成之在箱框體的上下方向貫通且連通至 前述箱框體的排氣口之垂直方向通風路；在每個前述單元使間隔壁的前後相連通之通氣口；以及在前述各機器單元前面位置設於前述門之吸氣口。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之控制箱，其中，在單元的基座板設有通氣口。
4. 如申請專利範圍第3項所述之控制箱，其中，在單元的發熱體的上部設有連通至通氣口之排氣導出罩。
5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之控制箱，其中，箱框體上部的排氣口係在箱框體的前方或後方，或者前後方向，或上部具有開口部。
6. 如申請專利範圍第5項之控制箱，其中，在箱框體上部的排氣口設有排氣扇。