(57)【要約】【課題】商用電源の停電時に屋内の必要な交流機器（交流負荷、スイッチ、コンセント等）に対して二次電池からの電力を交流で供給すること。【解決手段】商用電源の停電時には、電源ユニット２００の出力が商用電源の電力から二次電池２０１の交流に変換した電力に切り替わる。そして、電源ユニット２００に直列に連鎖的に接続された各無停電機器配電ユニット３００Ａの電力供給経路３０４と、これに分岐接続された交流機器３０１〜３０３にも、商用電源の停電時に二次電池２０１からの交流に変換した電力が供給される。したがって、屋内の部屋単位でなく必要な交流機器３０１〜３０３の全体に対して、商用電源の停電時に二次電池２０１からの電力を交流で供給することができる。【選択図】図１
2014033510.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源の停電時に、非停電中に商用電源によって充電された二次電池からの電力を交流に変換して、商用電源からの電力に代わって屋内の交流機器に供給する屋内配電システムであって、
商用電源の停電時に、商用電源の電力から交流に変換した前記二次電池の電力に出力を切り替える電源ユニットと、
前記電源ユニットに対して直列にユニット単位で連鎖的に接続され、各ユニットが、電力供給経路から前記交流機器を分岐接続した１又は複数の無停電機器配電ユニットと、
を備えることを特徴とする屋内配電システム。
【請求項２】
商用電源と前記電源ユニットとの間に直列にユニット単位で連鎖的に接続され、各ユニットが、商用電源の停電時に前記二次電池からの交流に変換された電力を供給しない屋内の交流機器を電力供給経路から分岐接続した１又は複数の停電機器配電ユニットをさらに備えることを特徴とする請求項１記載の屋内配電システム。
【請求項３】
前記電源ユニットの入力側は、遮断器を介して商用電源に接続されていることを特徴とする請求項１又は２記載の屋内配電システム。
【請求項４】
前記電源ユニットの入力及び出力は、プラグ及びコンセントによりそれぞれの相手方と電気的に接続されることを特徴とする請求項１、２又は３記載の屋内配電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般家屋や集合住宅等の屋内における商用電源の配電システムに係り、特に、商用電源の停電時に電源を二次電池に切り替える停電時対応の屋内配電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、商用電源の停電時に電源を二次電池に切り替える無停電電源装置については、各種の提案がなされている。その中には、商用電源が停電により瞬断しなくても、商用電源に異常が発生した場合は電源を二次電池に切り替えて、直流から交流に変換した上で給電することを提案したものも存在する（例えば、特許文献１）。
【０００３】
一方、商用電源の停電時に対応した屋内配電システムとしては、商用電源の供給時に、ＡＣ／ＤＣコンバータで交流から変換した直流電力を、屋内の直流負荷に給電すると共に、二次電池とバックアップ用蓄電池に供給して充電させるものが提案されている。このシステムでは、商用電源の停電時に、二次電池に電源を切り替えて各直流負荷に電力を供給すると共に、所望の直流負荷に対してはバックアップ用蓄電池から継続的に電力供給するようにしている（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−５９２７４号公報
【特許文献２】特開２０１１−８３０９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、電源装置としては商用電源の停電時に二次電池の電力を交流に変換して負荷に供給するものが存在する。しかし、屋内配電システムとして商用電源の停電時に商用電源に代わって交流電力を負荷や配電機器（スイッチ、コンセント等）に供給する配電システムは存在しない。
【０００６】
また、一般に屋内の電気配線は、部屋単位で配線をまとめて分電盤のブレーカ等に接続する形態を取るので、分電盤以下の配線が部屋単位で並列になっており、停電時にも使用する必要のある負荷に対して部屋単位でなく全体的に無停電電源装置からバックアップ給電できる回路構成となっていない。
【０００７】
本発明は前記事情に鑑みなされたもので、本発明の目的は、商用電源の停電時に屋内の必要な交流機器（交流負荷、スイッチ、コンセント等）に対して二次電池からの電力を交流で供給することができる屋内配電システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１に記載した本発明の屋内配電システムは、
商用電源の停電時に、非停電中に商用電源によって充電された二次電池からの電力を交流に変換して、商用電源からの電力に代わって屋内の交流機器に供給する屋内配電システムであって、
商用電源の停電時に、商用電源の電力から交流に変換した前記二次電池の電力に出力を切り替える電源ユニットと、
前記電源ユニットに対して直列にユニット単位で連鎖的に接続され、各ユニットが、電力供給経路から前記交流機器を分岐接続した１又は複数の無停電機器配電ユニットと、
を備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項１に記載した本発明の屋内配電システムによれば、商用電源の停電時には、電源ユニットの出力が商用電源の電力から二次電池の交流に変換した電力に切り替わる。そして、電源ユニットに直列に連鎖的に接続された各無停電機器配電ユニットの電力供給経路と、これに分岐接続された交流機器にも、商用電源の停電時に二次電池からの交流に変換した電力が供給される。
【００１０】
したがって、屋内の部屋単位でなく必要な交流機器（交流負荷、スイッチ、コンセント等）の全体に対して、商用電源の停電時に二次電池からの電力を交流で供給することができる。
【００１１】
また、電源ユニットの交換により二次電池の容量を容易に変更することができる他、商用電源の停電時に二次電池からの交流に変換した電力を供給する交流機器を、それらの配置される部屋の異同に関わらず無停電機器配電ユニット単位でグループ化して、例えば、家屋の施主の要望に応じたバックアップ給電系を構成することができる。
【００１２】
また、請求項２に記載した本発明の屋内配電システムは、請求項１に記載した本発明の屋内配電システムにおいて、商用電源と前記電源ユニットとの間に直列にユニット単位で連鎖的に接続され、各ユニットが、商用電源の停電時に前記二次電池からの交流に変換された電力を供給しない屋内の交流機器を電力供給経路から分岐接続した１又は複数の停電機器配電ユニットをさらに備えることを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載した本発明の屋内配電システムによれば、請求項１に記載した本発明の屋内配電システムにおいて、電源ユニットの入力側（商用電源側）に直列接続した停電機器配電ユニットの交流機器には、商用電源の停電時に二次電池からの交流に変換した電力が供給されない。
【００１４】
したがって、電力供給経路から交流機器を分岐接続したユニットを、電源ユニットの入力側（商用電源側）に直列接続すれば停電機器配電ユニットとなり、電源ユニットの出力側に直列接続すれば無停電機器配電ユニットとなる。よって、屋内配線上での電源ユニットの配置を適切に設定することで、商用電源の停電時にも使用する交流機器に二次電池からの交流に変換した電力を適切に供給することができる。
【００１５】
さらに、請求項３に記載した本発明の屋内配電システムは、請求項１又は２に記載した本発明の屋内配電システムにおいて、前記電源ユニットの入力側は、遮断器を介して商用電源に接続されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項３に記載した本発明の屋内配電システムによれば、請求項１又は２に記載した本発明の屋内配電システムにおいて、電源ユニットの出力側に直列にユニット単位で連鎖的に接続した各無停電機器配電ユニットの電力供給経路から分岐接続された交流機器による電力の使用量を、商用電源の非停電時には、電源ユニットの入力側が接続された遮断器の容量まで許容することができる。
【００１７】
また、請求項４に記載した本発明の屋内配電システムは、請求項１、２又は３に記載した本発明の屋内配電システムにおいて、前記電源ユニットの入力及び出力は、プラグ及びコンセントによりそれぞれの相手方と電気的に接続されることを特徴とする。
【００１８】
請求項４に記載した本発明の屋内配電システムによれば、請求項１、２又は３に記載した本発明の屋内配電システムにおいて、普段は電力供給経路どうしがプラグ及びコンセントで直列に接続されている２つのユニットを、商用電源の停電時には一方を電源ユニットの入力側に、他方を出力側に接続して、出力側に接続したユニットを交流機器に二次電池からの交流に変換した電力を供給する無停電機器配電ユニットとすることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、商用電源の停電時に屋内の必要な交流機器（交流負荷、スイッチ、コンセント等）に対して二次電池からの電力を交流で供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の屋内配電システムの基本的構成を示す説明図である。
【図２】図１の基本的構成を応用した本発明の第１実施形態に係る屋内配電システムの説明図である。
【図３】図１の基本的構成を応用した本発明の第２実施形態に係る屋内配電システムの説明図である。
【図４】図１の基本的構成を応用した本発明の第３実施形態に係る屋内配電システムの説明図である。
【図５】図２の第１実施形態に係る屋内配電システムに対して商用電源の停電時に電力を供給する供給源（二次電池）の別例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明について図面を参照して説明する。まず、図１の説明図を参照して、本発明の屋内配電システムの基本的構成について説明する。
【００２２】
図１に示すように、本発明の屋内配電システム１は、不図示の商用電源からの電力を分配する分電盤１００の各遮断器（ブレーカ）１０１の下流側に構築される。そして、屋内配電システム１は、最低でも、１つの電源ユニット２００と、商用電源の停電時にも電力を供給する１つの無停電機器配電ユニット３００Ａを含んで構成される。
【００２３】
電源ユニット２００は、無停電機器配電ユニット３００Ａ側に出力する電力を、遮断器１０１を経て入力される商用電源の電力と、制御装置２０２により交流に変換した二次電池２０１からの電力との間で切り替えるものである。出力する電力は、商用電源を整流した電圧が停電と判断できるレベルに低下したことを比較器２０３が検出したときに、リレー２０４のリレーコイルに対する出力が反転することで、商用電源の電力から二次電池２０１からの交流変換後の電力に切り替えられる。
【００２４】
無停電機器配電ユニット３００Ａは、電源ユニット２００の出力側に直列に連鎖的に接続される電力供給経路３０４と、この電力供給経路３０４から分岐接続された複数の交流機器３０１〜３０３への配線とを含んで構成される。図１では、交流機器３０１〜３０３として、壁面に設置される照明用のスイッチ３０１、照明３０２、コンセント３０３を記載している。
【００２５】
なお、電力供給経路３０４の終端は、コネクタ４０１を介して他の交流機器３０１〜３０３や無停電機器配電ユニット３００Ａと同様のユニットを接続することができる（図１ではコンセント３０３を接続した場合を示している）。
【００２６】
特に、無停電機器配電ユニット３００Ａの電力供給経路３０４にコンセント３０３を接続して設けておくことで、商用電源の停電時にも電力が供給される非常用コンセントとして運用することができる。例えば、インターネット用の無線ＬＡＮモデムやルータ（いずれも図示せず）、テレビジョン信号のブースタ（図示せず）、パーソナルコンピュータ（図示せず）等、情報収集系のライフラインに関わる機器を、非常用コンセントとしてのコンセント３０３に接続しておくと便利である。即ち、商用電源の停電時にも、インターネットへのアクセスやテレビジョン放送の視聴を継続して、災害情報等の収集を支障なく行うことができる。
【００２７】
続いて、図１の基本的構成を応用した本発明の実施形態に係る屋内配電システムについて、図２乃至図４を参照して説明する。
【００２８】
まず、図２乃至図４の説明図に示す第１乃至第３実施形態では、電源ユニット２００の入力及び出力を、プラグ８０１，８０２やコンセント３０３を用いて接続相手と接続する構成としている。
【００２９】
そして、図２の説明図に示す第１実施形態では、遮断器１０１と無停電機器配電ユニット３００Ａ１との間に電源ユニット２００を介設している。この場合は、商用電源が停電でない間は、無停電機器配電ユニット３００Ａ１の電力供給経路３０４の始端側にコネクタ４０１を介して接続したプラグ収納箱８０５に収納したプラグ８０２と、電源ユニット２００の入力側のプラグ８０１とを、どちらも、遮断器１０１に接続したコンセント３０３に差し込む。これにより、商用電源からの電力を無停電機器配電ユニット３００Ａ１の各交流機器３０１〜３０３に供給し、かつ、制御装置２０２の整流器により直流に整流して、電源ユニット２００の二次電池２０１に充電のために供給する。
【００３０】
一方、商用電源が停電した場合は、遮断器１０１に接続したコンセント３０３から引き抜いたプラグ８０２を電源ユニット２００の出力側のコンセント（図示せず）に差し込み、かつ、電源ユニット２００の入力側のプラグ８０１を、遮断器１０１側のコンセント３０３から引き抜く。これにより、制御装置２０２により交流に変換した二次電池２０１からの電力を、無停電機器配電ユニット３００Ａ１の各交流機器３０１〜３０３に供給する。
【００３１】
また、図３の説明図に示す第２実施形態では、遮断器１０１に直列に接続した既設の停電機器配電ユニット３００Ｘの終端に、電源ユニット２００を介して無停電機器配電ユニット３００Ａ２を直列に連鎖的に接続している。
【００３２】
なお、停電機器配電ユニット３００Ｘは、基本的に、図２の無停電機器配電ユニット３００Ａ１と同じく、電力供給経路３０４と、この電力供給経路３０４から分岐接続された複数の交流機器３０１〜３０３への配線とを含んで構成される。無停電機器配電ユニット３００Ａ２も同様である。但し、停電機器配電ユニット３００Ｘは、電力供給経路３０４の始端側及び終端側にコネクタ４０１を有していない。したがって、電源ユニット２００の入力側のプラグ８０１を、停電機器配電ユニット３００Ｘのコンセント３０３に差し込んで、充電用の電力の供給を受けることになる。
【００３３】
この場合は、商用電源が停電でない間は、無停電機器配電ユニット３００Ａ２の電力供給経路３０４の始端側にコネクタ４０１を介して接続したプラグ収納箱８０５に収納したプラグ８０２と、電源ユニット２００の入力側のプラグ８０１とを、どちらも、停電機器配電ユニット３００Ｘに接続したコンセント３０３に差し込む。これにより、商用電源からの電力を停電機器配電ユニット３００Ｘのコンセント３０３を介して無停電機器配電ユニット３００Ａ２の各交流機器３０１〜３０３に供給し、かつ、制御装置２０２の整流器により直流に整流して、電源ユニット２００の二次電池２０１に充電のために供給する。
【００３４】
一方、商用電源が停電した場合は、停電機器配電ユニット３００Ｘに接続したコンセント３０３から引き抜いたプラグ８０２を電源ユニット２００の出力側のコンセント（図示せず）に差し込み、かつ、電源ユニット２００の入力側のプラグ８０１を、停電機器配電ユニット３００Ｘのコンセント３０３から引き抜く。これにより、制御装置２０２により交流に変換した二次電池２０１からの電力を、無停電機器配電ユニット３００Ａ２の各交流機器３０１〜３０３に供給する。
【００３５】
さらに、図４の説明図に示す第３実施形態では、無停電機器配電ユニット３００Ａ３の電力供給経路３０４の終端側に電源ユニット２００の入力を接続している。
【００３６】
なお、無停電機器配電ユニット３００Ａ３は、基本的に、図２の無停電機器配電ユニット３００Ａ１と同じく、電力供給経路３０４と、この電力供給経路３０４から分岐接続された複数の交流機器３０１〜３０３への配線とを含んで構成される。但し、無停電機器配電ユニット３００Ａ３は、電力供給経路３０４の始端側のみにコネクタ４０１を有しており、終端側にはコネクタ４０１を有していない。したがって、電源ユニット２００の入力側のプラグ８０１は、無停電機器配電ユニット３００Ａ３の終端側に接続されたコンセント３０３に差し込んで、充電用の電力の供給を受けることになる。
【００３７】
この場合は、商用電源が停電でない間は、コンセント３０３を接続したプラグ収納箱８０５に収納したプラグ８０２と、電源ユニット２００の入力側のプラグ８０１とを、どちらも、無停電機器配電ユニット３００Ａ３の電力供給経路３０４の終端側に接続したコンセント３０３に差し込む。これにより、商用電源からの電力を無停電機器配電ユニット３００Ａ３の各交流機器３０１〜３０３に供給し、かつ、制御装置２０２の整流器により直流に整流して、電源ユニット２００の二次電池２０１に充電のために供給する。
【００３８】
一方、商用電源が停電した場合は、無停電機器配電ユニット３００Ａ３に接続したコンセント３０３から引き抜いたプラグ８０２を電源ユニット２００の出力側の痕瀬の（図示せず）に差し込み、かつ、電源ユニット２００の入力側のプラグ８０１を、無停電機器配電ユニット３００Ａ３のコンセント３０３から引き抜く。これにより、制御装置２０２により交流に変換した二次電池２０１からの電力を、プラグ収納箱８０５に接続したコンセント３０３に供給する。
【００３９】
以上に説明した各実施形態の屋内配電システム１では、商用電源の停電時には、電源ユニット２００の出力が商用電源の電力から二次電池２０１の交流に変換した電力に切り替わる。そして、電源ユニット２００に直列に連鎖的に接続された各無停電機器配電ユニット３００Ａ１〜３００Ａ３の電力供給経路３０４と、これに分岐接続された交流機器３０１〜３０３にも、商用電源の停電時に二次電池２０１からの交流に変換した電力が供給される。
【００４０】
したがって、屋内の部屋単位でなく必要な交流機器３０１〜３０３の全体に対して、商用電源の停電時に二次電池２０１からの電力を交流で供給することができる。
【００４１】
なお、電源ユニット２００の入力及び出力と相手方との接続は、第１乃至第３実施形態で説明したようにプラグ８０１，８０２とコンセント３０３とによって行わなくてもよい。しかし、各実施形態のようにプラグ８０１，８０２とコンセント３０３とによって電源ユニット２００の入力及び出力と相手方とを接続する構成とすれば、ユーザがプラグ８０１，８０２の抜き差しを行うことで、商用電源の停電時に電源ユニット２００の出力が商用電源の電力から二次電池２０１の交流に変換した電力に容易に切り替わる。このため、電源ユニット２００の出力を商用電源の停電時に自動的に切り替えるための構成を不要とすることができ有利である。
【００４２】
また、電源ユニット２００の出力との接続をプラグ８０２とすれば、商用電源の停電時に、種々の機器を電源として無停電機器配電ユニット３００Ａ１〜３００Ａ３に接続することができる。例えば、図５の説明図に示すように、車両５００のバッテリ５０１を商用電源の停電時に緊急の一時的な電源として利用し、インバータ５０２で交流に変換して無停電機器配電ユニット３００Ａ１〜３００Ａ３に供給することができる。特に、車両５００が電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド自動車（ＨＥＶ）である場合は、バッテリ５０１が大容量であるため有利である。
【００４３】
さらに、車両５００がプラグインハイブリッド自動車（ＰＨＶ）である場合は、不図示のアダプタを介してプラグ８０２を車両５００のプラグインコネクタ（図示せず）に接続することができ、また、インバータ５０２を別途用いる必要がないので、有利である。バッテリ５０１に代えて非常用発電機６００を商用電源停電時の電源として利用する場合も、プラグ８０２を直接接続することができるので、有利である。
【００４４】
その上、プラグ８０２を用いれば、プラグ８０２の接続先を変えることで、商用電源の停電時の電力供給源を切り替えることができるので、一つの電源が電力供給し尽くしたり電力供給できなくなっても、他の電源に切り替えて電力供給を受け続けるような運用を実現することができる。
【００４５】
また、各実施形態では、無停電機器配電ユニット３００Ａ１〜３００Ａ３を１つ有する屋内配電システム１を例に取って説明したが、複数の無停電機器配電ユニット３００Ａを電源ユニット２００の出力に直列に連鎖的に接続して屋内配電システム１を構成してもよい。さらに、電源ユニット２００の入力に直列に連鎖的に接続する停電機器配電ユニット３００Ｘも、第２実施形態のような１つだけに限らず複数としてもよいのは勿論のことである。
【００４６】
さらに、上述した各実施形態のような構成の屋内配電システム１を構成することで、電源ユニット２００の交換により二次電池２０１の容量変更を容易に行うことができる。また、商用電源の停電時に二次電池２０１からの交流に変換された電力を供給する対象の交流機器３０１〜３０３を、電源ユニット２００の入力側に配置するか出力側に配置するかによって容易に設定することができる。
【００４７】
即ち、停電時に使用したい交流機器３０１〜３０３よりも分電盤１００側に上述した電源ユニット２００を直列に接続することで、電源ユニット２００の出力側に連なるユニット（既設のものを含む）を無停電機器配電ユニット３００Ａとして運用することができる。また、家屋を施工する前の段階であるならば、施主の要望に柔軟に対応して、商用電源の停電時にも使用できる交流機器３０１〜３０３を設定することができる。
【００４８】
さらに、上述した各実施形態のように、遮断器（ブレーカ）１０１の下流側に屋内配電システム１を構成することで、商用電源の非停電時には遮断器１０１より下流の各交流機器３０１〜３０３に、遮断器１０１の定格容量まで電力を消費させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、商用電源の停電時に屋内の必要な交流機器（交流負荷、スイッチ、コンセント等）に対して二次電池からの電力を交流で供給する場合に用いて、極めて有用である。
【符号の説明】
【００５０】
１  屋内配電システム
１００  分電盤
１０１  遮断器
２００  電源ユニット
２０１  二次電池
２０２  制御装置
２０３  比較器
２０４  リレー
３００Ａ，３００Ａ１〜３００Ａ３  無停電機器配電ユニット
３００Ｘ  停電機器配電ユニット
３０１  スイッチ（交流機器）
３０２  照明（交流機器）
３０３  コンセント（交流機器）
３０４  電力供給経路
４０１  コネクタ
８０１，８０２  プラグ
８０５  プラグ収納箱
【図１】
2014033510.tif 000003
【図２】
2014033510.tif 000004
【図３】
2014033510.tif 000005
【図４】
2014033510.tif 000006
【図５】
2014033510.tif 000007