JP6316039B2 - 配電盤 - Google Patents

Description

この発明は、例えば配電盤に関し、特にその冷却装置に関するものである。

従来の配電盤に配設する冷却装置は、ヒートパイプの絶縁に絶縁碍子を用いるために、冷却装置の配設スペ−スが絶縁碍子の外形に影響を受け大きくなる。そのために冷却に必要な容量のヒ−トパイプの配設本数も制限されてしまう。

また、絶縁碍子を介してヒ−トパイプの絶縁を実施しているので配電盤の扉などの稼動部分に配設することが困難である。

実開昭６０−５５２０７号公報 実開昭６３−１４６４０３号公報

上述した従来の配電盤における冷却装置は、配電盤内部の発熱部品（導体）と配電盤の盤筐体に配設するヒ−トパイプとの絶縁を目的として、ヒートパイプ1本につき1個の絶縁碍子を用いて配電盤における冷却装置が構成されている。

このように、配電盤における冷却装置は、絶縁碍子にヒ−トパイプを取り付ける構成にしていることで、配電盤における冷却装置の外形がヒートパイプ本体より大きい絶縁碍子の外形に影響を受けるため、配電盤における冷却装置の配設スペ−スが大きくなり、配電盤内部の発熱部品（導体）の冷却に必要な容量のヒートパイプの配設本数が絶縁碍子の外形で制限されてしまうことになることで冷却効果が不充分となり、発熱部品（導体）の小型化ができずに結果的に配電盤が高価になっていた。このために限られた配電盤外被上の配設スペースに配電盤の盤筐体内の発熱部品（導体）の冷却を行うために必要な容量の配電盤における冷却装置を配設することが困難な場合があるという問題点があった。

さらには、配電盤の盤筐体内の発熱部品（導体）と配電盤の盤筐体に配設するヒ−トパイプの絶縁の実施に絶縁碍子を用いて行うために配電盤の扉などの可動部分に冷却装置を配設することが困難であるという問題点があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ヒートパイプの絶縁に絶縁碍子を使用せずに実施することで、配電盤の盤筐体の内部に配置された発熱部品の冷却に必要な容量の冷却装置の冷却能力を向上させることができる配電盤を提供するものである。

この発明に係わる配電盤は、配電盤の盤筐体の内部に配置されている発熱部品に取り付けられた集熱体と、前記盤筐体の内部に位置し前記集熱体に密着させて配置する吸熱体と、前記盤筐体に取り付けられ前記吸熱体を支持する冷却装置筐体と、前記冷却装置筐体に取り付けられ、一方側が前記吸熱体に接触し他方側が前記盤筐体の外部に突出するヒートパイプとを備え、前記吸熱体は、高熱伝導性の部材を絶縁処理したものである。

この発明に係わる配電盤によれば、配電盤の盤筐体の内部に配置された発熱部品の発熱量に適応した冷却能力及び大きさの冷却装置を容易に得ることができ、冷却能力を向上させることができる配電盤を得ることができる。

この発明の実施の形態１に係わる配電盤を示す正面図である。 この発明の実施の形態１に係わる配電盤を示す図１のII−II線における断面図である。 この発明の実施の形態１に係わる配電盤を示す図１のIII−III線における断面図である。 この発明の実施の形態１に係わる配電盤における冷却装置を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１に係わる配電盤における冷却装置を示す正面図である。 この発明の実施の形態２に係わる配電盤を示す正面図である。 この発明の実施の形態２に係わる配電盤を示す図６のVII−VII線における断面図である。 この発明の実施の形態３に係わる配電盤を示す正面図である。 この発明の実施の形態３に係わる配電盤を示す図８のIX−IX線における断面図である。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図１〜図５に基づいて説明するが、各図において、同一、または相当部材、部位については同一符号を付して説明する。図１はこの発明の実施の形態１に係わる配電盤を示す正面図であり、例えば配電盤最上段の扉２にヒートパイプ７を３本配設した冷却装置８を配設したときの配電盤の構成図を示している。図２はこの発明の実施の形態１に係わる配電盤を示す図１のII−II線における断面図であり、配電盤内の上部正面側に発熱部品３があり、扉２に配設した冷却装置８に熱を伝達する絶縁処理した集熱体４がある構成図を示している。図３はこの発明の実施の形態１に係わる配電盤を示す図１のIII−III線における断面図であり、冷却装置筐体６は扉２に固定されている。図４はこの発明の実施の形態1に係わる配電盤における冷却装置を示す斜視図である。
図５はこの発明の実施の形態1に係わる配電盤における冷却装置を示す正面図であり、冷却装置８の外形が配電盤の盤筐体１に配設するヒートパイプ７の本数に比例して変化する比較図を示している。

これら各図において、配電盤の盤筐体１の内部に配置されている発熱部品３は例えば母線導体の場合を示しており、盤筐体１には扉２が設けられている。母線導体からなる発熱部品３にはその発熱部品３を冷却するための銅やアルミニウムなどの高熱伝導性の部材をエポキシ粉体塗装絶縁により絶縁処理された集熱体４が取り付けられている。盤筐体１の内部に位置し集熱体４に、これも銅やアルミニウムなどの高熱伝導性の部材をエポキシ粉体塗装絶縁により絶縁処理された吸熱体５が密着されて接触するように配置され、この吸熱体５は盤筐体１の例えば扉２に取り付けられた冷却装置筐体６によって支持されている。ヒートパイプ７は冷却装置筐体６に取り付けられ、一方側が吸熱体５に接触し他方側が盤筐体１の例えば扉２の外部に導出している。ここで、集熱体４や吸熱体５に施されているエポキシ粉体塗装絶縁は、その厚さが０．５ｍｍ〜１ｍｍ程度としているので、熱伝導性を悪化させることは無い。また、熱伝導性を悪化させなければ、エポキシ粉体塗装絶縁に限らない絶縁処理でも良い。更に、集熱体４と吸熱体５の素材は熱伝導性が良ければ、銅やアルミニウムに限定されるものではない。

なお、ヒートパイプ７の設置本数は母線導体からなる発熱部品３の冷却に必要な本数分を配置できるようにしており、図は一例として３本配置した場合を示している。これら集熱体４、吸熱体５、冷却装置筐体６、ヒートパイプ７により冷却装置８が構成されている。また、吸熱体５と冷却装置筐体６との間には緩衝機構９を設け、吸熱体５が集熱体４に接触した時に生じる衝撃を緩和するようにしている。

図４は盤筐体１の扉２を開いた状態の冷却装置８の構成例を示したものであり、母線導体からなる発熱部品３の熱は高熱伝導性の絶縁材により絶縁処理された集熱体４から高熱伝導性の絶縁材により絶縁処理された吸熱体５に伝達するように構成し、吸熱体５に伝達された熱を盤筐体１の扉２の可動部分に配置した冷却装置筐体６に取り付けられたヒートパイプ７の一方側から盤筐体１の扉２の外部に導出されたヒートパイプ７の他方側に伝達し、盤筐体１の外部空間に放出するように構成している。これらの動作の繰り返しにより母線導体からなる発熱部品３を効率よく冷却することができる。また、吸熱体５、冷却装置筐体６、ヒートパイプ７を可動部分である盤筐体１の扉２に取り付けることができるので、盤筐体１の省スペース化を図ることができるとともに発熱部品３の小型化も図ることができる。

図５は配電盤における冷却装置８の外形が配電盤の盤筐体１に配設するヒートパイプ７の本数に比例して変化する状態を示している。図５Ａはヒ−トパイプ７が３本のとき、図５Ｂはヒ−トパイプ７が２本のとき、図５Ｃはヒ−トパイプ７が１本のときをそれぞれ示しており、限られた配電盤の盤筐体１上の配設スペ−スに配設できる冷却装置８の外形が発熱量が多い発熱部品３には大きく、発熱量が少ない発熱部品３には小さくできるので、効率よく省スペ−スで配設するこが可能である。

以上のように、配電盤の盤筐体１の内部に配置された例えば母線導体からなる発熱部品３側に高熱伝導性の絶縁材により絶縁処理を施した集熱体４を設け、配電盤の盤筐体１の例えば扉２に高熱伝導性の絶縁材により絶縁処理を施した吸熱体５、冷却装置筐体６、ヒートパイプ７を取り付け、扉２を閉めることにより吸熱体５を集熱体４に密着して接触させる構成としたことにより、配電盤の扉２などの可動部分に冷却装置８を容易に配設することができる。

また、吸熱体５が集熱体４に密着する時に生じる衝撃を緩和するために、吸熱体５と冷却装置筐体６との間に緩衝機構９を設け、その緩衝機構９を介して冷却装置筐体６に組み付けて充分な絶縁性能を維持しつつ、冷却に必要なヒートパイプ７の一方側を吸熱体５に接触させるようにしたので、上述した従来のものより多くのヒ−トパイプ７の本数を配設でき、冷却装置８の冷却能力が向上し発熱部品３の冷却が充分に行えることとなり、発熱部品３の小型化ができ、安価な配電盤を得ることができる。

実施の形態２．
この発明の実施の形態２を図６および図７に基づいて説明するが、各図において、同一、または相当部材、部位については同一符号を付して説明する。図６はこの発明の実施の形態２に係わる配電盤を示す正面図であり、配電盤の盤筐体１の天井板１０に冷却装置８を配設した時の構成図を示している。図７はこの発明の実施の形態２に係わる配電盤を示す図６のVII−VII線における断面図である。

上述した実施の形態１においては、冷却装置８の吸熱体５、冷却装置筐体６、ヒートパイプ７は盤筐体１扉２などの可動部分に配設した場合について述べたが、これに限定されるものではなく、この実施の形態２においては、配電盤の盤筐体１の天井板１０に冷却装置８を配設したものである。

配電盤の盤筐体１の天井板１０の内方側に冷却装置８の冷却装置筐体６が取り付けられ、吸熱体５が集熱体４の上部に密着されて接触するように配置されて冷却装置筐体６に取り付けられ、ヒートパイプ７は冷却装置筐体６に取り付けられ、一方側が吸熱体５に接触し他方側が盤筐体１の上方の外部に導出している。

母線導体からなる発熱部品３の熱は高熱伝導性の絶縁材により絶縁処理された集熱体４からその集熱体４の上部に密着して接触された高熱伝導性の絶縁材により絶縁処理された吸熱体５に伝達するように構成し、吸熱体５に伝達された熱を盤筐体１の天井板１０に配置した冷却装置筐体６に取り付けられたヒートパイプ７の一方側から盤筐体１の天井板１０の上方の外部に導出されたヒートパイプ７の他方側に伝達し、盤筐体１の上方の外部空間に放出するように構成している。これらの動作の繰り返しにより母線導体からなる発熱部品３を効率よく冷却することができる。

このようにこの実施の形態２においても上述した実施の形態１と同様の冷却性能を有し、上述した実施の形態１と同様の効果を奏する。
また、この実施の形態２においても、吸熱体５と冷却装置筐体６との間に緩衝機構９を設けるようにしてもよく、その緩衝機構９を介して冷却装置筐体６に組み付けて充分な絶縁性能を維持しつつ、冷却に必要なヒートパイプ７の一方側を吸熱体５に接触させるようにし、上述した従来のものより多くのヒ−トパイプ７の本数を配設し、冷却装置８の冷却能力を向上させ発熱部品３の冷却を充分に行えるようにすることより、発熱部品３の小型化ができ、安価な配電盤を得ることができる。

実施の形態３．
この発明の実施の形態３を図８および図９に基づいて説明するが、各図において、同一、または相当部材、部位については同一符号を付して説明する。図８はこの発明の実施の形態３に係わる配電盤を示す正面図であり、配電盤の盤筐体１の側面板１１に冷却装置８を配設した時の構成図を示している。図９はこの発明の実施の形態３に係わる配電盤を示す図８のIX−IX線における断面図である。

配電盤の盤筐体１の側面板１１の内方側に冷却装置８の冷却装置筐体６が取り付けられ、吸熱体５が集熱体４の側部に密着されて接触するように配置されて冷却装置筐体６に取り付けられ、ヒートパイプ７は冷却装置筐体６に取り付けられ、一方側が吸熱体５に接触し他方側が盤筐体１の側方の外部に導出している。

母線導体からなる発熱部品３の熱は高熱伝導性の絶縁材により絶縁処理された集熱体４からその集熱体４の側部に密着して接触された高熱伝導性の絶縁材により絶縁処理された吸熱体５に伝達するように構成し、吸熱体５に伝達された熱を盤筐体１の側面板１１に配置した冷却装置筐体６に取り付けられたヒートパイプ７の一方側から盤筐体１の側面板１１の側方の外部に導出されたヒートパイプ７の他方側に伝達し、盤筐体１の側方の外部空間に放出するように構成している。これらの動作の繰り返しにより母線導体からなる発熱部品３を効率よく冷却することができる。

このようにこの実施の形態３においても上述した実施の形態１および実施の形態２と同様の冷却性能を有し、上述した実施の形態１および実施の形態２と同様の効果を奏する。
また、この実施の形態２においても、吸熱体５と冷却装置筐体６との間に緩衝機構９を設けるようにしてもよく、その緩衝機構９を介して冷却装置筐体６に組み付けて充分な絶縁性能を維持しつつ、冷却に必要なヒートパイプ７の一方側を吸熱体５に接触させるようにし、上述した従来のものより多くのヒ−トパイプ７の本数を配設し、冷却装置８の冷却能力を向上させ発熱部品３の冷却を充分に行えるようにすることより、発熱部品３の小型化ができ、安価な配電盤を得ることができる。

ところで、上述した各実施の形態においては、発熱部品３が母線導体からなる場合について述べたが、これに限定されるものではなく、例えば母線導体と配電盤の遮断器とを接続する接続導体からなる発熱部品３としてもよく、あるいは高熱が発生する発熱部品３としてもよく、同様の効果を奏する。

なお、この発明は、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、変形、省略することが可能である。

この発明は、発熱部品の冷却に必要な容量の冷却装置の冷却能力を向上させることができる配電盤の冷却装置の実現に好適である。

１ 盤筐体、２ 扉、３ 発熱部品、４ 集熱体、５ 吸熱体、６ 冷却装置筐体、７ ヒートパイプ、８ 冷却装置、９ 緩衝機構、１０ 天井板、１１ 側面板。

Claims (7)

1. 配電盤の盤筐体の内部に配置されている発熱部品に取り付けられた集熱体と、前記盤筐体の内部に位置し前記集熱体に密着させて配置する吸熱体と、前記盤筐体に取り付けられ前記吸熱体を支持する冷却装置筐体と、前記冷却装置筐体に取り付けられ、一方側が前記吸熱体に接触し他方側が前記盤筐体の外部に突出するヒートパイプとを備え、前記吸熱体は、高熱伝導性の部材を絶縁処理したことを特徴とする配電盤。
2. 配電盤の盤筐体の内部に配置されている発熱部品に取り付けられた集熱体と、前記盤筐体の内部に位置し前記集熱体に密着させて配置する吸熱体と、前記盤筐体に取り付けられ前記吸熱体を支持する冷却装置筐体と、前記冷却装置筐体に取り付けられ、一方側が前記吸熱体に接触し他方側が前記盤筐体の外部に突出するヒートパイプとを備え、前記吸熱体、前記冷却装置筐体、前記ヒートパイプは、前記盤筐体の扉に設けられたことを特徴とする配電盤。
3. 前記集熱体は、高熱伝導性の部材を絶縁処理したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の配電盤。
4. 前記吸熱体、前記冷却装置筐体、前記ヒートパイプは、前記盤筐体の扉に設けられたことを特徴とする請求項１又は請求項３に記載の配電盤。
5. 前記吸熱体、前記冷却装置筐体、前記ヒートパイプは、前記盤筐体の天井板に設けられたことを特徴とする請求項１又は請求項３に記載の配電盤。
6. 前記吸熱体、前記冷却装置筐体、前記ヒートパイプは、前記盤筐体の側面板に設けられたことを特徴とする請求項１又は請求項３に記載の配電盤。
7. 前記吸熱体と前記冷却装置筐体との間に緩衝機構を設けたことを特徴とする請求項１から請求項６の何れか１項に記載の配電盤。

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