(57)【要約】      （修正有）【課題】インバータ装置の電力変換部が配置される区画が小さくなっても冷却効果を高める。【解決手段】直流電源が出力する直流電力を入力し、入力した直流電力を交流電力に変換して出力する電力変換部と、電力変換部を収容して密閉される筺体１０と、を備えたインバータ装置１において、筺体１０には、電力変換部が配置される第１区画と、第１区画と壁２０を挟んで第２区画とが設けられる。壁２０には、第１区画から第２区画へと通じる第１の風路及び第２の風路１８ｂが設けられる。第１の風路には、第１区画及び第２区画の内一方の区画から他方の区画へと送風する送風機３１を配置する。送風機３１から送風された空気は、第２の風路１８ｂを通って他方の区画から一方の区画へ戻る。【選択図】図２
2018057268.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源の出力する直流電力を入力し、入力した直流電力を交流電力に変換して出力す
る電力変換部と、
前記電力変換部を収容して密閉される筺体と、を備えたインバータ装置において、
前記筺体には前記電力変換部が配置される第１区画と、外部と接続される配線が接続さ
れる接続部を含む第２区画が第１区画と壁を挟んで設けられ、
前記壁には第１区画から第２区画へと通じる第１の風路及び第２の風路が設けられ、
前記筐体内には、第１区画及び第２区画の内一方の区画から他方の区画へと送風する送
風機を配置し、
前記送風機から送風された空気は第２の風路を通って他方の区画から一方の区画へ戻る
ことを特徴とするインバータ装置。
【請求項２】
前記電力変換部は、前記直流電力の電圧を昇圧する昇圧回路と、前記昇圧回路の昇圧し
た直流電力を交流電力に変換するインバータ回路と、前記インバータ回路の出力する交流
電力から高周波成分を減衰するフィルタ回路と、を有し、
前記昇圧回路、前記インバータ回路、及び前記フィルタ回路は第１区画に配置されるこ
とを特徴とする請求項１に記載のインバータ装置。
【請求項３】
前記電力変換部は、複数の前記直流電源の直流電力を入力し、入力した直流電力をまと
めて交流電力に変換し、
前記送風機の送風は前記交流電力が出力される側から前記直流電力が入力される側に向
かって前記空気を送風することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のインバータ装
置。
【請求項４】
前記一方の区画は、第２区画であり、前記他方の区画は第１区画であることを特徴とす
る請求項１乃至請求項３の何れかに記載のインバータ装置。
【請求項５】
前記一方の区画は、第１区画であり、前記他方の区画は第２区画であることを特徴とす
る請求項１乃至請求項３の何れかに記載のインバータ装置。
【請求項６】
第２区画を構成する前記筺体の内壁にはフィンが設けられることを特徴とする請求項１
乃至請求項５の何れかに記載のインバータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インバータ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、太陽電池、蓄電池、或いは燃料電池等の直流電力を、端子を介して（外部か
ら）入力し、交流電力に変換するインバータ装置が提供されている。このインバータ装置
は、変換した交流電力を、端子を介して外部の負荷へ供給する。このようなインバータ装
置の電力変換部が動作すると、主に電力変換部のスイッチ素子やリアクトルが発熱原とな
って発熱する。
【０００３】
インバータ装置を密閉構造とした場合、この発熱による熱を冷却するために、内部のフ
ァンで空気を循環させることにより、熱を筺体を介して外部へと逃して冷却する構造がと
られている（特許文献１）。
【０００４】
一方、インバータ装置は、大きな電流が流れる電力変換部と、設置時に作業（配線など
）が必要な端子と、を仕切り板により分けて配置し（特許文献２）、作業時に電力変換部
と接触しづらいように安全性の確保を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８―２５９２８２号公報
【特許文献２】特開２０１３―１３８５７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、密閉筺体において、電力変換部と端子とを仕切り板等により区画すると
、電力変換部が配置される区画が小さくなり、冷却ファンでこの区画の空気を循環させて
も十分な冷却効果を得ることができないという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような問題に鑑みてなされた発明であり、電力変換部が配置される区画
が小さくなっても、冷却効果を高めることができるインバータ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】
【０００８】
本発明のインバータ装置は、直流電源の出力する直流電力を入力し、入力した直流電力
を交流電力に変換して出力する電力変換部と、前記電力変換部を収容して密閉される筺体
と、を備えたインバータ装置において、前記筺体には前記電力変換部が配置される第１区
画と、第１区画と壁を挟んで第２区画とが設けられ、前記壁には第１区画から第２区画へ
と通じる第１の風路及び第２の風路が設けられ、前記筐体内には、第１区画及び第２区画
の内一方の区画から他方の区画へと送風する送風機を配置し、前記送風機から送風された
空気は第２の風路を通って他方の区画から一方の区画へ戻ることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、電力変換部が配置される区画が小さくなっても冷却効果を高めることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】インバータ装置の接続を示す図である。
【図２】インバータ装置の斜視図である。
【図３】風路を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本実施形態は、密閉筺体内に電力変換部と端子とを区画する壁を設け、この壁に複数の
風路を成形し、この風路の一つに送風機を設けて両区画内の空気を循環させることにより
、安全に配置しつつ、インバータ装置の筺体の冷却効果を高めることができる。
【００１２】
図１に示すように、インバータ装置１は、電力変換部ＣＮＶ、制御回路７、開閉器Ｓ１
〜Ｓ５、端子台１６から構成されている。電力変換部ＣＮＶは、複数の昇圧回路４ａ〜４
ｅ（ここでは５つ）、インバータ回路５、及びフィルタ回路６から構成されている。
【００１３】
複数の昇圧回路４ａ〜４ｅは、夫々開閉器Ｓ１〜Ｓ５を介して太陽電池２ａ〜２ｅに接
続される。昇圧回路４ａ〜４ｅは、夫々太陽電池２ａ〜２ｅから入力された直流電力の電
圧を昇圧し、この昇圧した直流電力をインバータ回路５に供給する。
【００１４】
昇圧回路４ａ〜４ｅは、太陽電池の出力する直流電力の流れる直流リアクトルＤＣＬ、
スイッチ素子、ダイオード、コンデンサからなる非絶縁型のチョッパ回路により構成され
ている。
【００１５】
インバータ回路５は、昇圧回路４ａ〜４ｅから供給された直流電力を交流電力に変換す
る。インバータ回路５は、複数のスイッチ素子をフルブリッジ接続した回路からなる。イ
ンバータ回路５の出力側には、この交流電力の高周波成分を減衰するフィルタ回路６が接
続される。尚、インバータ回路５の構成はブリッジ接続に限らず中性点クランプ方式など
を用いることも可能である。
【００１６】
フィルタ回路６はインバータ回路５の出力する交流電力が流れる交流リアクトルＡＣＬ
が備えられている。フィルタ回路６を通った交流電力は、例えば連系用のリレー及び端子
台１６を介して商用電力系統３に重畳される。尚、上述の昇圧回路４ａ〜４ｅ、インバー
タ回路５の動作の制御は、制御回路７により行われる。
【００１７】
この様にしてインバータ装置１は太陽電池の出力する直流電力を交流電力に変換して商
用電力系統にこの変換した交流電力を重畳する。これによりインバータ装置１は、商用電
力系統に接続されている負荷に交流電力を供給することができる。インバータ装置１が動
作する際には、昇圧回路４ａ〜４ｅ、インバータ回路５、及びフィルタ回路６を構成する
電子部品（上述のスイッチ素子、ダイオード、直流リアクトルＤＣＬ、交流リアクトルＡ
ＣＬ、コンデンサなど）が発熱しインバータ装置１の温度上昇につながる。
【００１８】
図２に示すように、これらのインバータ装置１を構成する電子部品は筺体１０に収容さ
れる。筺体１０は、略直方体形状を有しており、外形を構成する上側面パネル１１、下側
面パネル１２、左側面パネル１３、右側面パネル１４、及び底部１５がアルミ合金等をダ
イキャスト加工により一体成形されている。インバータ装置１は、筺体１０の正面の開口
を正面パネルにより密閉し、筺体１０の下側面パネル１２が地面側（下側）になるように
底部１５の外側を建屋の壁等に取り付けて利用する。
【００１９】
また、筺体１０の内部は、電力変換部ＣＮＶが配置される第１区画Ａと、電力変換部Ｃ
ＮＶへの入力、或いは電力変換部ＣＮＶからの出力を中継する端子と出力端子が配置され
る第２区画Ｂとに分けられており、第１区画Ａと第２区画Ｂとの間にはこれらの区画を仕
切る壁２０が成形されている。
【００２０】
第１区画Ａには、電力変換部ＣＮＶを構成する電子部品が配置される。昇圧回路４ａ〜
４ｅを構成するスイッチ素子やダイオードは、モジュールＳＷＭとしてまとめられて筺体
１０に直接取り付けられる。尚、ここでは、５つの昇圧回路４ａ〜４ｅのスイッチ素子と
ダイオードを３つのモジュールＳＷＭにまとめている。
【００２１】
また、インバータ回路５を構成する複数のスイッチ素子は、スイッチモジュールＩＰＭ
としてまとめられて筺体１０に直接取り付けられる。直流リアクトルＤＣＬや、交流リア
クトルＡＣＬは、夫々第１区画Ａに設けられている窪み４１に配置され、その窪み４１に
熱導電性の高い樹脂部材を封入することで筺体１０と熱交換が促進されるように固定され
ている。
【００２２】
その他の電力変換部ＣＮＶを構成する電子部品は、複数枚の基板１７に実装されて第１
区画Ａに配置される。これらの電子部品は筺体１０の底部にネジ止め等により固定される
。
【００２３】
筺体１０底部１５の外側にはフィンＦが設けられ、筺体１０の底部１５に固定された電
子部品の発する熱を外部へと放熱しやすい構成になっている。
【００２４】
また、筺体１０の下側面パネル１２の右側面パネル１４側には開口が設けられ、子の開
口を蓋５１が密閉して覆うようになっている。この蓋５１には孔が設けられ筺体１０内部
への配線が引き回されるようになっている。尚、この孔は配線を引き回した状態で密閉さ
れる。
【００２５】
壁２０は、第１壁部２１、第２壁部２２、及び第３壁部２３から成る。第１壁部２１及
び第２壁部２２は、筺体１０の右下側を囲うように右側面パネル１４から下側面パネル１
２まで一体成形される。具体的には、第１壁部２１が右側面パネル１４から下側面パネル
１２に水平にのび、第２壁部２２が下側面パネル１２から右側面パネル１４に水平にのび
るように成形され、第１壁部２１、第２壁部２２はのびた先で合わさって一体化している
。また、第３壁部２３が、第２壁部２２から水平方向に左側面パネル１３までのびるよう
に成形されている。
【００２６】
これにより、主な発熱部品が配置される第１区画Ａが上側面パネル１１側に設けられ、
発熱部品の少ない第２区画が下側面パネル１２側に設けられる。
【００２７】
第１壁部２１は、底部１５から右側面パネル１４や下側面パネル１２と同じ高さまでの
びている。また、第１壁部２１には、風路１８ａが成形される。図３（ａ）は、風路を正
面パネル側から示した図である。また、図３（ｂ）は風路をＸ−Ｘ断面から示した図であ
る。
【００２８】
図３（ｂ）に示すように、第１壁部２１には風路１８ａを中央部分を正面パネル側から
階段状に切り欠いたように成形している。そして、この風路１８ａの正面パネル側に位置
する上段に端子台１６が配置され、下段に送風機３１を配置し、この送風機３１で第２区
画から第１区画へと送風する。
【００２９】
図３（ａ）に示すように、端子台１６の電力変換部ＣＮＶと接続される端子Ｔ１は第１
区画Ａ側に、端子台の外部（商用電力系統３）と接続される端子Ｔ２は第２区画側に配置
される。
【００３０】
第３壁部２３は、底部１５からの高さが複数段（ここでは５段階）になるように成形さ
れており、第２壁部２２から左側面パネル１３側になるにつれて段が高くなっている。ま
た、第３壁部２３は左側面パネル１３よりも低くなるように成形されている。これにより
、図３（ｂ）に示すように、第３壁部２３の上方（正面パネル側）には、風路１８ｃが形
成される。
【００３１】
また、図３（ａ）に示すように、第３壁部２３の夫々の段には開閉器Ｓ１〜Ｓ５が配置
される。この際に、開閉器Ｓ１〜Ｓ５の電力変換部ＣＮＶに接続される端子Ｔ３は第１区
画Ａ側に、開閉器Ｓ１〜Ｓ５の外部（太陽電池２ａ〜２ｅ）に接続される端子Ｔ４は第２
区画Ｂ側に配置される。
【００３２】
開閉器Ｓ１〜Ｓ５及び太陽電池２ａ〜２ｅを接続する配線は、風路１８ｂを通して蓋５
１の孔（外部）へ引き回される。
【００３３】
送風機３１には、遠心型送風機（例えばシロッコファンなど）が用いられ、送風機３１
と筺体１０の底部１５との間に設けられた空間から第２区画Ｂの空気を吸入し第１区画Ａ
へ吐出する（送風する）。送風された空気は第１区画Ａへと送られると、図２の矢印Ｐに
示すように、風路１８ｃ、風路１８ｂを順に通って第１区画Ａから第２区画Ｂへ戻る。即
ち、この送風機３１の送風により空気が複数の風路１８ａ〜１８ｃを介して第２区画Ｂと
第１区画Ａとを循環する。
【００３４】
これにより、第１区画Ａで発生した熱は、第１区画Ａの筺体１０を介して外部へ放熱さ
れるだけでなく、空気の循環により第２区画へ送られて、第２区画Ｂを形成する筺体１０
（例えば、第２区画Ｂの下側面パネル１２、左側面パネル１３、右側面パネル１４、及び
底部１５）を介して外部へ放熱される。
【００３５】
また、第１区間から第２区間へ送られた空気はこの放熱により冷却され、冷却された空
気が再び送風機３１によって第１区画に送られる。そしてこの冷却空気により、第１区画
が冷却されることにもなる。尚、第２区画Ｂは放熱部品の配置が少ないため、第１区間に
て発生した熱をより多く外部へ放熱することができる。
【００３６】
このように、実施例１のインバータ装置は、第１区画だけでなく第２区画も利用して筺
体１０全体からから放熱するため、密閉された筺体１０において、電力変換部ＣＮＶが配
置される区画が小さくとも冷却効果を高めることができる。
【００３７】
また、電力変換部ＣＮＶと端子とを壁を隔てて別の区画に配置しているため、設置時な
どの作業時に安全に作業を行うことができる。
【００３８】
また、電力変換部ＣＮＶが有する昇圧回路４ａ〜４ｅ、インバータ回路５、及びフィル
タ回路６等の大きな電流の流れる部品を第１区画へと全て配置したため、より安全性が高
くなっている。
【００３９】
また、第２区画Ｂから第１区画Ａへと送風機３１を用いて送風するため、第２区画Ｂに
より熱交換されて冷やされた空気が直接、第１区画Ａの電力変換部ＣＮＶへとあたる。こ
のため、放熱効果を高めることができる。
【００４０】
また、遠心送風機を用いて送風機３１と筺体１０の底部１５との間に設けられた空間か
ら空気を吸入して第１区画Ａへ送風しているため、送風機３１と筺体１０の底部１５との
間の筺体１０付近の空気の流速が上がり熱交換が促進されて放熱効果を高めることができ
る。
【００４１】
また、電力変換部ＣＮＶは、複数の太陽電池２ａ〜２ｅの直流電源を入力し、入力した
直流電力をまとめて交流電力に変換しており、送風機３１はこの交流電力が出力される側
（端子台１６）から直流電力が入力される側（開閉器Ｓ１〜Ｓ６）に向かって前記空気を
送風している。これにより、電力がまとめられて発熱の集中する交流電力側を集中的に冷
やすことができる。これにより、放熱効果を高めることができる。
【００４２】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、以上の説明は本発明の理解を容易にす
るためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱すること
なく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。
【００４３】
例えば、送風機として遠心送風機を用いたが、軸流送風機等様々な送風機を利用するこ
とができる。
【００４４】
例えば、第２区画Ｂを構成する筺体１０の内壁にフィンを設けるようにしても良い。こ
のようにすることにより第２区画による熱交換が促進されより放熱効果を高めることがで
きる。
【００４５】
例えば、第２区画Ｂから第１区画Ａへと送風機３１を用いて送風していたが、第１区画
Ａから第２区画Ｂへと送風機を用いて送風しても良い。
【００４６】
本実施形態のインバータ装置１は、太陽電池２ａ〜２ｅ等の直流電源を含む直流電源シ
ステム等としても利用することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１  インバータ装置
２ａ〜２ｅ  太陽電池
３  商用電力系統
４ａ〜４ｅ  昇圧回路
５  インバータ回路
６  フィルタ回路
７  制御回路
１０  筺体
１１  上側面パネル
１２  下側面パネル
１３  左側面パネル
１４  右側面パネル
１５  底部
１６  端子台
１７  基板
１８ａ〜１８ｃ  風路
Ｓ１〜Ｓ５  開閉器
２０  壁
２１  第１壁部
２２  第２壁部
２３  第３壁部
３１  送風機
４１  窪み
５１  蓋
ＡＣＬ  交流リアクトル
ＣＮＶ  電力変換部
ＤＣＬ  直流リアクトル
Ｆ  フィン
ＩＰＭ  スイッチモジュール
ＳＷＭ  モジュール
Ｔ１〜Ｔ４  端子
【図１】
2018057268.tif 000003
【図２】
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【図３】
2018057268.tif 000005