(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子を盤内の第１の内水配管内を流れる純水によって冷却し、設置場所と絶縁して配置した電力変換器盤と、
前記電力変換器盤と自立盤同士で列盤配置され、設置場所と絶縁して配置した純水冷却装置盤と、
前記純水冷却装置盤のフレームと絶縁して前記純水冷却装置盤内に設置された熱交換器と、
前記第１の内水配管と接続され、前記純水を前記熱交換器内で還流させるように前記純水冷却装置盤内に配置した第２の内水配管と、
前記純水冷却装置盤のフレームと絶縁して設置され、前記純水と前記熱交換器内で熱交換する清水または海水を外部から還流させるための外水配管と
を具備し、
前記第１の内水配管と前記熱交換器を絶縁する絶縁部分を設けると共に、前記電力変換器盤または前記純水冷却装置盤のフレームの１点を前記設置場所に接地したことを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
前記絶縁部分は、前記第２の内水配管の一部を絶縁配管として成ることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記第２の内水配管は直列に接続された複数の部分配管を有し、
前記絶縁部分は、前記部分配管の配管接続部をフランジ接続し、このフランジ部分に絶縁性のパッキンを用いて成ることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記絶縁部分は、
前記第２の内水配管と前記熱交換器との接続部をフランジ接続し、このフランジ部分に絶縁性のパッキンを用いて成ることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記電力変換器盤及び前記純水冷却装置盤の盤上部の吊り用アングルを一体構造としたことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶向けなどに使用される水冷式の電力変換装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
船舶向けの水冷式電力変換装置においては、半導体素子及びその周辺機器を冷却するのに、内部循環用の純水を用い、この純水の熱を、外部から供給される清水または海水に、熱交換器を介して逃がす方式の純水冷却装置を用いた構成をとっている（例えば特許文献１参照。）。
【０００３】
通常、電力変換装置は、半導体素子をオンオフすることにより、電力を制御しているが、この動作でノイズが発生するため、周囲の機器にノイズの影響を出し難いようにするために、船舶用であれば、電力変換装置を船体から絶縁して配置し、船体へのアースは、一括にまとめた上で接続するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２７４９５９号公報（全体）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１で示される水冷方式を適用する場合問題となるのが、外水側の配管に流れている清水や海水が導電性であるため、この部分の絶縁が必要なことである。従って、純水冷却装置盤と電力変換器盤を列盤構成して成る電力変換装置の場合、純水冷却装置盤と電力変換器盤とが隣り合う箇所に絶縁板を挿入した配置とし、更に電力変換器盤と純水冷却装置盤の間を貫通する配管を、途中の部分で絶縁することが必要となり、電力変換装置の全体構成が複雑となる。また、この場合は純水冷却装置盤を別にアースする必要があり、ノイズの面からも余り良い構成とは言えない。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するために為されたものであり、列盤構成において電力変換器盤と純水冷却装置盤の間の絶縁を不要とし、且つアース線を一括化可能な電力変換装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の電力変換装置は、半導体素子を盤内の第１の内水配管内を流れる純水によって冷却し、設置場所と絶縁して配置した電力変換器盤と、前記電力変換器盤と自立盤同士で列盤配置され、設置場所と絶縁して配置した純水冷却装置盤と、前記純水冷却装置盤のフレームと絶縁して前記純水冷却装置盤内に設置された熱交換器と、前記第１の内水配管と接続され、前記純水を前記熱交換器内で還流させるように前記純水冷却装置盤内に配置した第２の内水配管と、前記純水冷却装置盤のフレームと絶縁して設置され、前記純水と前記熱交換器内で熱交換する清水または海水を外部から還流させるための外水配管とを具備し、前記第１の内水配管と前記熱交換器を絶縁する絶縁部分を設けると共に、前記電力変換器盤または前記純水冷却装置盤のフレームの１点を前記設置場所に接地したことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、列盤構成において電力変換器盤と純水冷却装置盤の間の絶縁を不要とし、且つアース線を一括化可能な電力変換装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施例１に係る電力変換装置の概略構成図。
【図２】本発明の実施例２に係る電力変換装置の概略構成図。
【図３】本発明の実施例２に係る電力変換装置の配管接続部の構成図。
【図４】本発明の実施例３に係る電力変換装置の概略構成図。
【図５】本発明の実施例３に係る電力変換装置の絶縁フランジの構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１は本発明の実施例１に係る電力変換装置の概略構成図である。電力変換装置は、電力変換器盤１と純水冷却装置盤２とが列盤構成されて自立盤を構成している。純水冷却装置盤２には、外水配管５Ａから熱交換器６に外水が流入する。外水は通常清水または海水である。そして熱交換器６で内水（純水）と熱交換したあと、外水配管５Ｂを経由して外水は外部に流出する。ここで外水配管５Ａ、５Ｂは夫々絶縁板１１Ａ、１１Ｂを介して純水冷却装置盤２のフレームに固定されている。同様に、熱交換器６も絶縁板１２を介して純水冷却装置盤２のフレームに固定されている。
【００１２】
熱交換器６で熱交換された純水は、絶縁配管７Ａによって絶縁され、純水冷却装置盤２内の内水配管８Ａ経由流出し、盤間の接続配管９Ａ、電力変換器盤１内の内水配管１０Ａを経由して図示しない電力変換器盤１内の半導体素子の熱を奪ったあと、電力変換器盤１内の内水配管１０Ｂ、盤間の接続配管９Ｂ、純水冷却装置盤２内の内水配管８Ｂを順次経由し、絶縁配管７Ｂを介して熱交換器６に還流する。このように、外水配管５Ａ、５Ｂを絶縁板１１Ａ、１１Ｂにより絶縁固定し、熱交換器６を絶縁板１２によって絶縁固定し、更に絶縁配管７Ａ、７Ｂの部分で内水配管を絶縁することによって、熱交換器６及び外水配管５は、絶縁配管７の部分で電力変換装置のフレームと絶縁される。
【００１３】
内水配管には絶縁性のある純水が流れているため、内部も絶縁される。このため、電力変換器盤１と純水冷却装置盤２との接続は絶縁不要となり、純水冷却装置２は電力変換器盤１と導通がとれるため、純水冷却装置盤のアース線は不要となる。従って、図示するように絶縁板４によって電力変換装置を船体３と絶縁した状態でアース線１３による１点接地が可能となる。
【００１４】
また、電力変換器盤１と純水冷却装置盤２とが絶縁不要となるため、盤上部の吊り用アングル１４は、電力変換器盤１用と純水冷却装置盤２用とを一体構造とすることが可能となる。従って、電力変換器盤１と純水冷却装置盤２は列盤構成を維持した状態のまま一体で移動可能となる。
【実施例２】
【００１５】
以下、本発明の実施例２に係る電力変換装置を図２及び図３を参照して説明する。
【００１６】
図２は本発明の実施例２に係る電力変換装置の概略構成図である。この実施例２の各部について、図１の本発明の実施例１に係る電力変換装置の各部と同一部分は同一符号で示し、その説明は省略する。この実施例２が実施例１と異なる点は、絶縁配管７Ａ、７Ｂに代えて純水冷却装置盤２内の内水配管８Ａ、８Ｂの配管同士を接続する配管接続部１５Ａ、１５Ｂに絶縁部分を夫々設ける構成とした点である。
【００１７】
配管接続部１５Ａ、１５Ｂと熱交換器６間の内水配管はフレームと絶縁されるので、この部分の取り付けサポートを行う場合はサポート部を絶縁する必要がある。従ってこの絶縁部分はなるべく熱交換器６に近い位置に設け、必要な取り付けサポートはサポート部を絶縁する必要のない電力変換器盤１側で行うことが好ましい。
【００１８】
配管接続部１５の詳細な構造図を図３に示す。図示するように、内水配管８Ａ及び８Ｂのうち、一方の配管２１のフランジ部分と、他方の配管２２のフランジ部分との間に、絶縁性パッキン２３を挟み込み締結する。締結方法は、首部分を絶縁コーティングしたボルト２４に、ワッシャ２６で挟み込んだ絶縁ワッシャ２５を配管２１側のフランジに取付け、ワッシャ２６、バネ座金２７、ナット２８を配管２２側のフランジに取付けて行う。尚、締結するボルト、ナットの向きは逆向きであっても構わない。
【００１９】
この構成とすることによって、配管接続部１５と熱交換器６の間の内水配管８、熱交換器６及び外水側配管５は、電力変換装置とは絶縁される。これにより実施例１の場合と同一の効果を得ることができる。
【実施例３】
【００２０】
以下、本発明の実施例３に係る電力変換装置を図４及び図５を参照して説明する。
【００２１】
図４は本発明の実施例３に係る電力変換装置の概略構成図である。この実施例３の各部について、図１の本発明の実施例１に係る電力変換装置の各部と同一部分は同一符号で示し、その説明は省略する。この実施例３が実施例１と異なる点は、絶縁配管７Ａ、７Ｂに代え、内水配管８Ａ、８Ｂの熱交換器６への取り付けフランジを絶縁フランジ１６とした点である。
【００２２】
図５にこの絶縁フランジ１６の構成図を示す。図示したように、熱交換器６と内水配管８の接続部分を絶縁フランジ１６とし、内水配管６のフランジ部分に絶縁性パッキン２３を挟み込み締結する。締結方法は、基本的に実施例２の配管接続部１５のフランジ部分と同一であり、首部分を絶縁コーティングしたボルト２４に、ワッシャ２６で挟み込んだ絶縁ワッシャ２５と、バネ座金２７を内水配管６のフランジ部分に取付けて行う。
【００２３】
この構成とすることによって、絶縁フランジ１６により熱交換器６及び外水側配管５は、電力変換装置とは絶縁される。これにより実施例１の場合と同一の効果を得ることができる。
【００２４】
以上本発明のいくつかの実施例を説明したが、これらの実施例は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施例やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【００２５】
例えば、実施例１では設置場所を船体３としたが、設置場所は何処であっても構わない。また電力変換器盤１は複数の盤が列盤構成されていても良い。また、アース線３は純水冷却装置盤２側に設ける構成としても良い。
【符号の説明】
【００２６】
１  電力変換器盤
２  純水冷却装置盤
３  船体
４  絶縁板
５、５Ａ、５Ｂ  外水配管
６  熱交換器
７、７Ａ、７Ｂ  絶縁配管
８、８Ａ、８Ｂ  内水配管（純水冷却装置盤内）
９、９Ａ、９Ｂ  内水配管（電力変換器盤と純水冷却装置盤の間）
１０、１０Ａ、１０Ｂ  内水配管（電力変換器盤内）
１１、１１Ａ、１１Ｂ  絶縁板
１２  絶縁板
１３  アース線
１４  吊り用アングル
１５、１５Ａ、１５Ｂ  配管接続部
１６  絶縁フランジ
２１  一方の内水配管
２２  他方の内水配管
２３  絶縁性パッキン
２４  絶縁コーティングされたボルト
２５  絶縁ワッシャ
２６  ワッシャ
２７  ばね座金
２８  ナット
【図１】
0005863164.tif 000002
【図２】
0005863164.tif 000003
【図３】
0005863164.tif 000004
【図４】
0005863164.tif 000005
【図５】
0005863164.tif 000006