JPS6022727Y2 - 閉鎖配電盤 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、局所的発生熱を盤外に放出させるため、作動
流体の相変換サイクルを利用した沸騰冷却形ヒートパイ
プを有し、特に汚損湿潤等の特殊環境下においても適用
可能とした閉鎖配電盤に関するものである。

計器、開閉器、継電器等の監視制御用機器としゃ断器、
断路器等の主回路機器とを収納した閉鎖配電盤は、その
機能性と安全性から巾広く用いられている。

近時、電力機器の大容量化に伴い、閉鎖配電盤も大容量
化されている。

この場合、内部導体接触部、導体接続部等で発生する熱
に起因する諸問題、並びに汚損、湿潤に対する絶縁低下
の問題は縮小化にとって重要な課題である。

配電盤内機器配置図（第１図）をもとに従来形閉鎖配電
盤の問題点を説明する。

一般に閉鎖配電盤は感電事故及び盤内アーク発生時の事
故拡大防止をはかるため、監視制御用機器と主回路機器
とは隔壁１により隔離されている。

又、自動連結形しゃ断器２や主回路断路部３，４を冷却
するため、ヒートパイプ５，６を用い、この加熱側を主
回路断路部３，４の通電部材内に挿入し、放熱側（凝縮
側）は放熱フィン７を設けて通気性のよい所に配置して
いた。

更に盤内の空気流通をよくするため扉９に吸気口１０を
屋根１１に排気口１２．１３を設置し、内部の隔壁１も
網板にして通気性をよくして、吸気口１０から取入れた
冷却空気が放熱フィン７．８を通過して熱をうばい、排
気口１２を通して排出する冷却システムを構成している
。

しかし、このような配置で冷却した場合は次のような問
題がある。

（１）ヒートパイプ５，６の放熱フィン部７，８は充電
部であるため、他相及び対地間に所要の絶縁寸法が必要
である。

（２）盤内に放熱し、さらにこの空気を盤外に排出する
ため、そのための通風路が必要であり、周囲にほこり、
腐食性ガスのある場合は適用が困難である。

本考案の号的は、内部の冷却用として熱伝達性のすぐれ
た沸騰冷却形ヒートパイプを有し、温度上昇部を冷却し
て大容量化を可能にすると共に、汚損、湿潤等の特殊環
境下においても信頼性の高い閉鎖配電盤を提供すること
にある。

以下、本考案の一実施例を図面に従い説明する。

ここで、第２図はヒートパイプの取付状態を、第３図は
ヒートパイプの構成を示す。

ヒートパイプは管状の冷却部１４．１５を絶縁管１８゜
１９を介して、盤外に設けた共通の凝縮器１７に連通腰
これらに絶縁性作動流体１６及び熱輸送絶縁管２０．２
１を封入して構成している。

ここで、前記熱輸送絶縁管２０．２１の一端は、第３図
のように、凝縮器１７内の、前冷却部１４，１５への管
路連通部１７ａから外れた位置に開口腰また他端は筒状
冷却部１４，１５のの内底面近くに開口する。

また盤外に設けた凝縮器１７は良熱伝導性の金属で形成
腰その底面は盤フレームの天井面に密着させる。

さらに冷却部１４，１５には良導電材料を用いて母線へ
の導電部を兼ねる。

そして電流通電に伴うジュール熱により作動流体１６を
沸騰させている。

上記構成に於て、作動流体１６として例えばフロンを、
又絶縁管１８，１９及び熱輸送絶縁管２０．２１として
例えばテフロンチューブを用いた場合について説明する
。

母線への導電部の一部をなす冷却部１４．１５は、前述
のように通電により発熱する。

そして内面の熱密度が上昇して高熱密度核沸騰領域に入
ると、伝熱面でフロンが気化し、この気泡が熱輸送絶縁
管２０．２１の外側を上昇して共通の凝縮器１７内に集
まる。

一方凝縮器１７は盤外側に設けられており、かつその底
面は金属性の盤フレームに接触しているので、内部で生
じた熱は、凝縮器１７の外被から直接外気に放熱される
と共に、盤フレームにも伝わり、大きな面積を有する盤
フレーム表面からも放熱される。

特にこの凝縮器１７は複数の絶縁筒１８，１９に対して
共通なので、外形を大きくでき、外気への放熱面積およ
び盤フレームとの接触面積が大きくなり、効率的な放熱
作用を行う。

従って上記気泡は凝縮器１７内で冷却液化される。

また各冷却部１４．１５内には、加熱によって蒸発した
分、熱輸送絶縁管２０．２１を経て凝縮器１７から液化
したフロンが環流される。

ここで熱輸送絶縁管２０．２１の一端は、凝縮器１７内
の、冷却部１４．１５への管路連通部１７ａから外れた
位置に開口しているので、比較的低温の液化フロンが、
熱源部である冷却部１４．１５に環流し、この部分を効
率的に冷却する。

このように自然循環閉ループが形成され、円滑な熱輸送
を行つ。

又、本装置は作動流体１６としてフロンを用いると共に
、絶縁管１８．１９及び熱輸送絶縁管２０．２１として
絶縁性、撥水性が極めて良好で、しかも可撓性を有する
テフロンチューブを用いたので、汚損、湿潤等のある特
殊環境下においても絶縁低下は少なく、スペース的にも
大巾な縮小化が可能である。

また、前記可撓性により、現地での現物合せによる組立
も容易に行え、組立て作業性が大幅に向上する。

尚、通常は本方式により十分な冷却効果が得られるが、
凝縮器１７を風冷、又は水冷等の強制冷却をすると共に
、盤内の空気流通をよくするため、扉９に吸気口１０及
び屋根１１に排気口１２を設けて通気性をよくし、冷却
効果をより高めることも可能である。

上述のように、本考案によれば、沸騰冷却方式により在
来の冷却方式に比べ耐汚損性が高く、閉鎖配電盤の縮小
化及び大容量化に対し極めて有効であり、しかも組立作
業が容易になる等、種々の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の配電盤機器配置図、第２図は本考案によ
る閉鎖配電盤の一実施例を示す機器配置図、第３図は本
考案に用いる沸騰冷却形ヒートパイプの構成図である。 １・・・・・・隔壁、２・・・・・・自動連結形しゃ断
器、３゜４・・・・・・主回路断路部、９・・・・・・
扉、１０・・・・・・吸気口、１１・・・・・・屋根、
１２，１３・・・・・・排気口、１４．１５・・・・・
・冷却部、１６・・・・・・作動流体、１７・・・・・
・凝縮器、１８．１９・・・・・・絶縁管、２０．２１
・・・・・・熱輸送絶縁管。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 金属性の盤フレーム内部に構成される主回路導電部の一
   部を兼ねる良導電材による複数の管状冷却部と、これら
   管状冷却部にそれぞれ一端を連結した撥水性及び可撓性
   を有する絶縁管と、これら絶縁管の他端と共通に連結し
   かつ盤フレームの外側に設置されしかも外面の一部がこ
   の盤フレームの外面と接合した凝縮部と、これら冷却部
   、絶縁管、凝縮器内に封入される絶縁性の作動流体およ
   びこれらの内部の長手方向に沿って設けられる熱輸送絶
   縁管とからなる沸騰冷却形ヒートパイプを備えたことを
   特徴とする閉鎖配電盤。