JP7376423B2 - 電力変換装置 - Google Patents

Description

特許法第３０条第２項適用 令和元年８月２０日電力変換装置（１台目）を中国電力株式会社に販売 令和元年８月３０日電力変換装置（２台目）を中国電力株式会社に販売 令和２年２月１６日電力変換装置（３台目）を中国電力株式会社に販売 令和２年３月１０日電力変換装置（４台目）を中部電力株式会社に販売 令和２年４月２７日電力変換装置（５台目）を東京電力株式会社に販売

本発明は、電力変換装置の制御箱内に吸気口または排気口から雨水等が浸入することを防止できるよう改良した構造に関するものである。

自励式の無効電力補償装置（ＳＴＡＴＣＯＭ）等の電力変換装置はインバータを備えているが、インバータは発生する電力損失が非常に大きいため、発熱する原因となり、故障や不具合を招くおそれがある。

そこで、電力変換装置を構成する制御部の制御箱側面に吸気口と排気口を形成し、制御箱内部に備えた冷却ファンを回転させることにより、外気を吸気口から制御箱内部へ取り込み、冷却ファンによってインバータを強制空冷した後、排気口からケース外部へ排気する方法が採用されている。

このような吸気口や排気口には、これを覆うようにしてフードがそれぞれ取り付けられており、当該吸気口や排気口から雨水や塵埃などの異物が制御箱内へ浸入することを防止している（非特許文献１参照）。

愛知電機株式会社 製品カタログ「自励式無効電力補償装置 高圧配電線用ＳＴＡＴＣＯＭ」２０１９年９月作成［２０２０年３月１９日検索］インターネット＜URL：http://www.aichidenki.jp/products/catalog_pdf/a2-statcom.pdf＞

前述したフードを備えた電力変換装置によれば、通常の雨天時のように雨や塵埃がフードの上方や側方から当該フードに当たる場合は、当該フードによって雨や塵埃が制御箱内に侵入することはないが、台風などの乱天時などにおいて風向きが刻々と変化する場合やフードの下方から吹き込む場合には、雨や塵埃がフード下部の開口部から制御箱内部へ侵入することもあり、制御箱内部の機器の故障を招く可能性がある。

そこで、本発明は、フード開口部から制御箱内へ雨水や塵埃等の異物が制御箱内へ侵入することを防止できる電力変換装置の構造を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、ケースの側面の吸気口を覆う吸気用フードと、排気口を覆う排気用フードを備え、該フードの外側底面の開口部からの浸水を防止する水切り板を当該フード内に具備し、前記制御箱内に嵌め込まれる当該フードの内側端部にギャラリー板金部を取り付けて構成したことに特徴を有する。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のフードの外側部底面にネットを取り付けて構成したことに特徴を有する。

請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２の何れかに記載のフード外側部底面の高さ位置を、フード内側部の高さ位置よりも低くしたことに特徴を有する。

請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求項３の何れかに記載の水切り板を、一方の端部（先端部）が他方の端部（基端部）より高くなるようにフード内に傾斜させて取り付けたことに特徴を有する。

請求項５記載の発明は、請求項１乃至請求項４の何れかに記載の水切り板に、水抜き用の切り欠きを備えて構成したことに特徴を有する。

請求項６記載の発明は、請求項５記載の水抜き用の切り欠きを、水切り板の基端部または側端部に形成したことに特徴を有する。

請求項７記載の発明は、請求項１乃至請求項６の何れかに記載のフード内側部端部とギャラリー板金部間をコーキングすることに特徴を有する。

請求項８記載の発明は、請求項１乃至請求項６の何れかに記載のフード内側部端部とギャラリー板金部を一体成型することに特徴を有する。

請求項１記載の発明によれば、フード内に侵入した雨や塵埃がケース内に侵入することを水切り板によって防止できるとともに、万一、制御箱内に侵入した場合であっても、フード内側端部に取り付けたギャラリー板金部によって、制御箱内部の機器に雨水や塵埃がかかることを防止できる。

請求項２記載の発明によれば、ネットによってフード内に異物が浸入することを確実に防止できる。

請求項３記載の発明によれば、フードの内側部まで侵入した雨水をフード外側部側へ流して、フード外部へ良好に排出することができる。

請求項４記載の発明によれば、水切り板がフード内で傾斜して取り付けられているので、水切り板に付着した雨水を傾斜下部へ流し、フード外部へ良好に排出することができる。

請求項５記載の発明によれば、仮に水切り板を超えて雨水等がフード内に侵入した場合でも、水切り板に備えた水抜き用の切り欠きから雨水をフード外部へ排出することができる。

請求項６記載の発明によれば、水抜き用の切り欠きを、水切り板の基端部または側端部に形成したので、雨水や塵埃が切り欠きを通ってフード内またはケース内に侵入する可能性を低くしつつ、水切り板を超えて侵入した雨水等を当該切り欠きからフード外部へ排出することができる。

請求項７記載の発明によれば、フード内側部端部とギャラリー板金部間をコーキングすることにより、両部材間から雨水等がケース内へ漏出することを防止できる。

請求項８記載の発明によれば、フード内側部端部とギャラリー板金部を一体成型することにより、両部材間から雨水等が漏出することをより一層、防止できる。

本発明に係る電力変換装置を構成する制御部の内部構造を示す要部縦断面図である。 本発明の電力変換装置を構成する制御部のフードを上方から示す横断面図である。 本発明の電力変換装置を構成する制御部の他の実施例に係るフードを上方から示す横断面図である。 本発明の電力変換装置を構成する制御部のフードを側方から示す縦断面図である。 本発明の電力変換装置を構成する制御部の他の実施例に係るフードを側方から示す縦断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図１乃至図４により説明する。図１において、１は本発明に係る電力変換装置を構成する制御部Ａの制御箱（ケース）であり、電力変換装置は制御部Ａの他に図示しない変圧器部を備えて構成されている。

図１において、２は制御箱１の側面に形成された吸気口であり、３は制御箱１の側面に形成された排気口である。４は吸気口２を覆うようにして制御箱１に取り付けられた吸気用フードであり、フード外側部４ａとフード内側部４ｂから概略構成されている。

５は排気口３を覆うようにして制御箱１に取り付けられた排気用フードであり、フード外側部５ａとフード内側部５ｂから概略構成されている。

６は吸気口２と排気口３間の制御箱１内に収容される制御部Ａの内部機器であり、冷却ファン７によって強制空冷される。８，９はフード内側部４ｂ，５ｂの端部に取り付けられるギャラリー板金部である。

本発明に係るフード４，５は、フード外側部４ａ，５ａの底面にネット１０，１１が取り付けられている。また、フード外側部４ａ，５ａの内部には、基端部から先端部にかけて、所定の角度で上方へ傾斜した水切り板１２，１３が取り付けられている。

このように構成された電力変換装置によれば、制御箱１内の内部機器６の加熱を抑制する場合、冷却ファン７を回転させて、吸気用フード４から外気を制御箱１内へ吸引し、内部機器６を強制空冷した後、排気口３から排気用フード５を通して、制御箱１外部へ排気する。

また、台風などの乱天時においては、吸気用フード４と排気用フード５の双方から雨水や塵埃等の異物が制御箱１内に侵入しようとするが、これらはフード４，５に取り付けたネット１０，１１や水切り板１２，１３によって遮られ、制御箱１内へ侵入することを効果的に抑制できる。

また、水切り板１２，１３が、その基端部から先端部へ向かって上方へ向けて傾斜した構造となっているので、水切り板１２，１３に接触した雨水は、当該傾斜に沿って基端部側へ流れ落ち、当該基端部からフード外側部４ａ，５ａ底面から外部へ排出することが可能となる。

図２は前記吸気用フード４または排気用フード５の横断面図である。フード４，５内に取り付けられる水切り板１２，１３の基端部には水切り用の切り欠き１４が形成されている。

したがって、仮に水切り板１２，１３を超えて雨水が浸入した場合でも、水切り板１２，１３の傾斜に沿って雨水が水切り板１２，１３の基端部まで流れ落ち、当該切り欠き１４を通してフード４の外部へ確実に排出される。

なお、図２では水切り板１２，１３の左右端とフード外側部４ａ，５ａの内面間に隙間１５が形成されているため、水切り板１２，１３を超えて侵入した雨水は、当該隙間１５を通してフード４，５の外部へ排出することもできる。

然るに、このような隙間１５を形成することによって、当該隙間１５を通って、雨水が水切り板１２，１３の上方へ侵入する可能性も高くなるので、図２に示す水切り板１２，１３の左右端部とフード外側部４ａ，５ａの内側面との間に隙間を作らない構造にしても良い。

図３は前記水切り板１２，１３の他の実施例を示す横断面図である。図３においては、前述したように、水切り板１２，１３の左右端（側端部）とフード外側部４ａ，５ａの内側面との間に隙間は形成されていない。ただし、当該側端部の一部に小さな切り欠き１６を形成して、水切り板１２，１３を超えて侵入した雨水を水切り板１２，１３下へ排出できるように構成している。

また、水切り板１２，１３の基端部に図２にて形成していた切り欠き１４を無くすことで、当該切り欠き１４を通って、雨水が水切り板１２，１３上に侵入することを抑制している。

図４は吸気用フード４および排気用フード５のフード内側部４ｂ，５ｂの端部にギャラリー板金部８，９を取り付けた状態を示す縦断面図である。このようにギャラリー板金部８，９を取り付けることにより、仮に、フード内側部４ａ，５ａ内まで雨水が侵入した場合でも、当該雨水が制御箱１内に漏出して、内部機器６を故障させることを阻止できる。

また、当該フード内側部４ｂ，５ｂの端部とギャラリー板金部８，９の間をコーキングすることにより、雨水の制御箱１内への漏出をさらに抑制することができるし、両者を一体成型すれば、完全に雨水の漏出を防止できる。

図５は、フード外側部４ａ，５ａ底面（ネット１０，１１の取付位置辺り）の高さ位置をフード内側部４ｂ，５ｂより低くした場合を示している。

このように構成することにより、フード外側部４ａ，５ａから侵入した雨水が，水切り板１２，１３を超えてフード内側部４ｂ，５ｂまで侵入した場合にも、フード内側部４ｂ，５ｂ内の雨水をフード外側部４ａ，５ａ側へ流すことができ、フード外側部４ａ，５ａからフード外部へ排出することができる。このとき、フード内側部４ｂ，５ｂの底面をフード外側部４ａ，５ａ側が低くなるように傾斜させておけば、フード内側部４ｂ，５ｂの底面上に溜まった雨水をフード４，５の外部へ排出しやすくなる。

以上説明したように、本発明の電力変換装置によれば、フード４，５から雨水や塵埃等の異物が制御箱１内に侵入することを抑制でき、かつ、水切り板１２，１３を超えて雨水が浸入した場合であっても、これをフード４，５の外部へ良好に排出することができる。

また、雨水がフード内側部４ｂ，５ｂまで侵入した場合でも、ここから制御箱１へ漏出することを防止でき、制御箱１の内部機器が故障したり不具合を発生させることを確実に防止できる。

本発明は内部機器を空冷するために形成された吸気口と排気口を覆う吸気用フードや排気用フードを備えた各種電気機器に利用可能である。

１ 制御箱
２ 吸気口
３ 排気口
４ 吸気用フード
４ａ，５ａ フード外側部
４ｂ，５ｂ フード内側部
５ 排気用フード
６ 内部機器
７ 冷却ファン
８，９ ギャラリー板金部
１０，１１ ネット
１２，１３ 水切り板
１４，１６ 切り欠き
１５ 隙間
Ａ 制御部

Claims (8)

1. ケース側面の吸気口を覆う吸気用フードと、排気口を覆う排気用フードを備え、該フードの外側部底面の開口部からの浸水を防止する水切り板を当該フード内に具備し、前記ケース内に嵌め込まれる当該フードの内側部端部にギャラリー板金部を取り付けて構成したことを特徴とする電力変換装置。
2. 前記フードの外側部底面にネットを取り付けて構成したことを特徴とする請求項１記載の電力変換装置。
3. 前記フードの外側部底面の高さ位置を、前記フード内側部の高さ位置より低くしたことを特徴とする請求項１又は請求項２の何れかに記載の電力変換装置。
4. 前記水切り板は、一方の端部（先端部）が他方の端部（基端部）より高くなるように傾斜させて前記フード内に取り付けたことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の電力変換装置。
5. 前記水切り板に水抜き用の切り欠きを備えて構成したことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の電力変換装置。
6. 前記水抜き用の切り欠きは、前記水切り板の下端部または水切り板の側端部に形成したことを特徴とする請求項５記載の電力変換装置。
7. 前記フード内側部端部とギャラリー板金部間をコーキングすることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れかに記載の電力変換装置。
8. 前記フード内側部端部とギャラリー板金部を一体成型することを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れかに記載の電力変換装置。

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