(57)【要約】【課題】キュービクル式高圧受電装置の内部機器の表面に結露が生じるのを防止する換気装置及びこれを用いたキュービクル式高圧受電装置を提供する。【解決手段】筐体１４内に必要な受電機器が収納され、前記筐体の一面に換気口１４１が形成されたキュービクル式高圧受電装置１の、前記換気口に装着され、前記換気口を開放する開放位置ＯＰと閉塞する閉塞位置ＳＰとに動作可能な扉片２１と、前記換気口から前記筐体内に吸気される空気温度が前記受電機器の表面に結露を生じさせる基準温度Ｔ１以下の場合は、前記扉片を閉塞位置に動作させ、前記基準温度を超える場合は前記扉片を開放位置に動作させる、温度感応駆動部材２８ｂを含む開閉駆動機構２２と、を備える【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体内に必要な受電機器が収納され、前記筐体の一面に換気口が形成されたキュービクル式高圧受電装置の、前記換気口に装着され、
前記換気口を開放する開放位置と閉塞する閉塞位置とに動作可能な扉片と、
前記換気口から前記筐体内に吸気される空気温度が前記受電機器の表面に結露を生じさせる基準温度以下の場合は、前記扉片を閉塞位置に動作させ、前記基準温度を超える場合は前記扉片を開放位置に動作させる、温度感応駆動部材を含む開閉駆動機構と、を備える換気装置。
【請求項２】
前記開閉駆動機構は、
前記筐体に対して直接的または間接的に、回動軸を介して回動自在に支持され、前記回動軸を中心とした、前記扉片とされる少なくとも一面を有する回動扉体と、
前記回動軸に設けられたピニオンと、
前記筐体に対して直接的または間接的に、前記回動軸に直交する往復動方向に往復動可能に設けられた移動部材であって、前記ピニオンに噛合する前記往復動方向に沿ったラックを有し、前記ラックの往復動が前記ピニオンを介して前記回動扉体の回動力に変換する移動部材と、
前記移動部材と前記筐体の固定側との間に連結され、当該移動部材を前記往復動方向の一方に付勢する第１弾性体と、
前記移動部材と前記筐体の固定側との間に連結され、当該移動部材を前記往復動方向の他方に付勢する、形状記憶合金からなる第２弾性体と、を備え、
前記移動部材が前記往復動方向の一方に移動すると前記扉片が前記換気口を開放し、前記移動部材が前記往復動方向の他方に移動すると前記扉片が前記換気口を閉塞し、
前記筐体内に吸気される空気温度が前記基準温度を超える場合は、前記第１弾性体の付勢力が前記第２弾性体の付勢力より大きく、前記筐体内に吸気される空気温度が前記基準温度以下の場合は、前記第１弾性体の付勢力が前記第２弾性体の付勢力より小さい請求項１に記載の換気装置。
【請求項３】
前記回動扉体は、前記回動軸を中心とした３つの側面を有する三角柱状に形成され、前記３つの側面の１つが前記扉片とされるとともに、他の２つの側面は吸気が通過可能な開口とされている請求項２に記載の換気装置。
【請求項４】
前記開閉駆動機構により同時に開閉駆動される複数の扉片を含み、
前記扉片が前記閉塞位置に動作した場合に、隣の扉片との長手方向に延在する隙間を閉塞する舌片をさらに備える請求項１〜３のいずれか一項に記載の換気装置。
【請求項５】
筐体内に必要な受電機器が収納されたキュービクル式高圧受電装置において、
前記筐体の一面に形成された換気口と、
前記換気口に設けられ、当該換気口を開放する開放位置と閉塞する閉塞位置とに動作可能な扉片と、
前記換気口から前記筐体内に吸気される空気温度が前記受電機器の表面に結露を生じさせる基準温度以下の場合は、前記扉片を閉塞位置に動作させ、前記基準温度を超える場合は前記扉片を開放位置に動作させる、温度感応駆動部材を含む開閉駆動機構と、を備えるキュービクル式高圧受電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、換気装置及びこれを用いたキュービクル式高圧受電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
屋根体の隆起部の内側に形成される内空間に換気装置を配置し、屋根体の側板に排気孔を形成したキュービクル式高圧受電装置が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−３３１２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来のキュービクル式高圧受電装置の換気構造では、換気装置（７）を作動させることにより、側壁（３６）に形成された吸気孔（３７）から外気がケーシング内に導入され、変圧器で生じた熱を冷却しつつ排気孔（１０）から排気する。しかしながら、冷気がケーシング内に導入されると、変圧器、高圧回路機器、計器類その他の内部機器の表面に結露が生じるという問題がある。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、キュービクル式高圧受電装置の内部機器の表面に結露が生じるのを防止することができる換気装置及びこれを用いたキュービクル式高圧受電装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、筐体内に必要な受電機器が収納され、前記筐体の一面に換気口が形成されたキュービクル式高圧受電装置の、前記換気口に装着され、前記換気口を開放する開放位置と閉塞する閉塞位置とに動作可能な扉片と、前記換気口から前記筐体内に吸気される空気温度が前記受電機器の表面に結露を生じさせる基準温度以下の場合は、前記扉片を閉塞位置に動作させ、前記基準温度を超える場合は前記扉片を開放位置に動作させる、温度感応駆動部材を含む開閉駆動機構と、を備えることによって上記課題を解決する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、温度感応駆動部材を含む開閉駆動機構により、吸気温度が結露が生じる基準温度以下になると換気口を閉塞するので、機械的作用によってのみ、冷気導入による結露の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係るキュービクル式高圧受電装置の一実施の形態を示す内部の概略構成図である。
【図２】本発明に係る換気装置の一実施の形態を示す分解斜視図である。
【図３】図２の移動部材の動作を示す平面図であり、（ａ）は左移動（閉塞位置）、（ｂ）は右移動（開放位置）を示す。
【図４】図２の形状記憶合金製圧縮スプリングの温度−変位曲線の一例を示すグラフである。
【図５】図２の扉片の動作を示す横断面図であり、（ａ）は閉塞位置、（ｂ）は開放位置を示す。
【図６】図１の扉片及び開閉駆動機構の他例を示す横断面図である。
【図７】図１の扉片及び開閉駆動機構のさらに他例を示す横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係るキュービクル式高圧受電装置の一実施の形態を示す内部の概略構成図である。本実施形態のキュービクル式高圧受電装置１は、台枠１１上に直方体形状のパネル板からなる胴枠１２が載置され、胴枠１２上に、平板状で、一方に傾斜する屋根体１３が装着されている。また台枠１１、胴枠１２及び屋根体１３で構成される筐体１４の内部には、三相動力回路用変圧器１５と、単相動力回路用変圧器１６と、計器用変圧器１７と、負荷用開閉器１８と、配線１９が配設されている。そして、対面する胴枠１２の側壁のぞれぞれには、筐体１４の内部を換気する換気口１４１，１４１がそれぞれ形成され、ここに扉片２１及び開閉駆動機構２２を含む換気装置２が設けられている。なお、図１に示すキュービクル式高圧受電装置の構造は、本発明を説明するための単なる一例であって、本発明は当該構造に限定されない。
【００１０】
換気口１４１に設けられる換気装置２は、換気口１４１を開放する開放位置ＯＰと換気口１４１を閉塞する閉塞位置ＳＰとに動作可能な扉片２１と、開閉駆動機構２２とを備える。開閉駆動機構２２は、換気口１４１から筐体１４の内部に吸気される空気温度が、三相動力回路用変圧器１５と、単相動力回路用変圧器１６と、計器用変圧器１７と、負荷用開閉器１８と、配線１９などの受電機器の表面に結露を生じさせる基準温度以下の場合は、扉片２１を閉塞位置ＳＰに動作させ、基準温度を超える場合は扉片２１を開放位置ＯＰに動作させる、形状記憶合金からなる圧縮スプリングなどの温度感応駆動部材を含む。
【００１１】
扉片２１を含む回動扉体２３は、その上側に上端部材２３１及び下側に下端部材２３２を有し、いずれも正三角形に形成され、上端部材２３１の上端軸２３１ａ及び下端部材２３２の下端軸２３２ａを中心に回動自在とされている。本実施形態にの回動扉体２３は、正三角形で形成される上端部材２３１と下端部材２３２の間の一面にパネル状の扉片２１が固定され、他の二面には何も固定されずに外気などが通過可能にされている。なお、回動扉体２３の強度を確保するために、扉片２１が固定された一面以外の他の二面の一部に、当該扉片２１を延在させたり、扉片２１が設けられた一面に対面する頂点の間に架設部材２４を設けてもよい。
【００１２】
本実施形態の回動扉体２３の上端は、アッパプレート２５に取付けられている。アッパプレート２５には、４つの回動扉体２３を取付ける貫通孔２５１が設けられている。貫通孔２５１には回動扉体２３の上端軸２３１ａが挿入され、貫通孔２５１と上端軸２３１ａとの間は、軸受メタル２５２を介して位置決めされている。軸受メタル２５２の内部に位置する上端軸２３１ａは、ワッシャ及び軸受メタル２５２と共に低接触抵抗面のスラスト軸受、例えば、スラスト球軸受、ドライベアリングを構成する摺動リングを介して、ボルト２５３で螺止されている。即ち、上端軸２３１ａはワッシャ及び摺動リングを介してボルト２５３で堅固に締め付けられている。したがって、回動扉体２３は摺動リングと一体となって回動し、軸受メタル２５２の上面のフランジ部分と摺動リングが低摩擦抵抗状態で回動する。
【００１３】
回動扉体２３の下端は、ロアプレート２６に取付けられている。ロアプレート２６には、４つの回動扉体２３をそれぞれ取付ける円柱状の突起２６１が形成されている。各突起２６１には、軸受として機能する低摩擦抵抗のスリーブ２６２が挿め込まれ、このスリーブ２６２は、回動扉体２３の下端部材２３２の下端軸２３２ａの内側に嵌め込まれている。下端軸２３２ａの下端の外側には、ピニオン２３２ｂが形成されている。このスリーブ２６２は、ピニオン２３２ｂの内側に位置し、突起２６１に固定されている。スリーブ２６２と下端軸２３２ａとの間の嵌め込みによって水平方向の移動が拘束されるが、スリーブ２６２の周方向に対しては、下端部材２３２の下端軸２３２ａは回動自在とされている。このとき、下端部材２３２の下端軸２３２ａの下端と、ロアプレート２６の上面との間には、若干の間隔が設けられ、両者が接触しないように設定されている。すなわち、回動扉体２３はアッパプレート２５側のみで片持ちされている。
【００１４】
ロアプレート２６の上面には、左回転を拘束する左回動ストッパ２６３と、回動扉体２３の右回転を拘束する右回動ストッパ２６４とが設けられている。また、下端部材２３２の三角形状の下面の一の頂点には、下方に突出する当接突起２３２ｃが設けられ、同じく他の一の頂点には、下方に突出する当接突起２３２ｄが設けられている。そして、当接突起２３２ｃは、右回動ストッパ２６４に当接することで回動扉体２３のそれ以上の右回転を拘束し、このとき、扉片２１が換気口１４１を閉塞するように互いに面一となる。逆に、当接突起２３２ｄが、左回動ストッパ２６３に当接することで回動扉体２３のそれ以上の左回転を拘束し、このとき、扉片２１が換気口１４１を開放するように互いに平行な回動位置となる。換言すれば、扉片２１以外の二面の何れかが互いに面一となる。本実施形態では、左回動ストッパ２６３が、回動扉体２３が１２０°回動する位置において当接突起２３２ｄに当接するように設けられているが、回動扉体２３が６０°〜１２０°回動する位置において当接突起２３２ｄに当接するように設けてもよい。
【００１５】
ここで、回動扉体２３の扉片２１の長さは、アッパプレート２５とロアプレート２６との間の距離によって決定され、回動扉体２３の回動は軸受メタル２５２の上面のフランジ部分と摺動リングが低摩擦抵抗状態で回動し、それによって回動扉体２３を回動するトルクが決定される。アッパプレート２５とロアプレート２６との間の扉片２１の重量はトルクに対する影響力が小さいから、扉片２１の軸方向の長さを長くすることができる。その結果、大きい開口面積の換気口１４１に対しても適用することができる。ちなみに、本実施形態の換気装置１は、扉片２１を図２に示すように鉛直方向に位置させた姿勢で換気口１４１に装着することを想定しているが、扉片２１の重量は軽いことから、又は、扉片２１をアルミニウムや樹脂で構成して軽量化することで、扉片２１を水平方向に一させた姿勢で換気口１４１に装着してもよい。
【００１６】
ロアプレート２６には、移動部材２７が取付けられる。ロアプレート２６の上面には、２つの案内突起２６５（図２では１つのみを示すが、同図の右側にもう一つの案内突起が形成されている）形成され、ここに上面の接触抵抗が小さい摺動ワッシャ２６６が嵌合され、さらに各案内突起２６５には外周の接触抵抗が小さいブッシュ２６７が嵌め込まれる。ブッシュ２６７には、移動部材２７に形成された長孔からなる案内孔２７１嵌め込まれ、移動部材２７の直線移動を容易にする。また、案内突起２６５からブッシュ２６７が離脱しないように、ネジ２６８によって案内突起２６５に螺止される。これにより、その離脱及び案内突起２６５の突出方向に平行する移動が拘束される。
【００１７】
移動部材２７の長さ方向の一方の側、すなわち、案内孔２７１よりも若干大きい程度の形状の長円からなるラック孔２７２の長辺には、下端軸２３２ａの下端に形成されたピニオン２３２ｂと噛合うラック２７３が形成されている。したがって、移動部材２７の長さ方向の左右の直線移動によって、ラック２７３が左右に移動し、ラック２７３と噛合うピニオン２３２ｂが回動し、回動扉体２３が回動する。
【００１８】
移動部材２７の長さ方向に対して直角、且つ、両側にフック部２７４，２７５が形成され、フック部２７４とロアプレート２６の上面に設けられたピン２６９ａとの間には、温度による膨脹収縮特性の極めて少ない（線膨張の極めて小さい）、例えばステンレス製圧縮スプリング２８が設けられ、両者間を狭める方向に収縮付勢する。また、フック部２７５とロアプレート２６の上面に設けられたピン２６９ｂとの間には、形状記憶合金からなる圧縮スプリング２８ｂが設けられ、両者間を狭める方向に収縮付勢する。
【００１９】
ここで、本実施形態の形状記憶合金製圧縮スプリングは、換気口１４１から筐体１４の内部に吸気される空気温度が、三相動力回路用変圧器１５と、単相動力回路用変圧器１６と、計器用変圧器１７と、負荷用開閉器１８と、配線１９などの受電機器の表面に結露を生じさせる基準温度が変態点に設定されている。例えば、筐体内の温度が２０℃、湿度が５０％の場合には、９．６℃以下で結露が生じるので、基準温度は９．６℃に設定することができる。
【００２０】
すなわち、本実施形態の形状記憶合金からなる圧縮スプリング２８ｂは、基準温度以上の温度では、スプリングコイルの各ターン部分がその圧縮密度を密にし（弾性力を相対的に大きくし）、逆に基準温度未満の温度では、スプリングコイルの各ターン部分がその圧縮密度を粗にする（弾性力を相対的に小さくする）ように記憶させたものである。そして、基準温度以上の温度においては、ステンレス製圧縮スプリング２８ａの弾性力（収縮力）よりも形状記憶合金製圧縮スプリング２８ｂの弾性力（収縮力）が大きく、逆に、基準温度未満の温度においては、形状記憶合金製圧縮スプリング２８ｂの弾性力（収縮力）よりもステンレス製圧縮スプリング２８ａの弾性力（収縮力）が大きくなるように、ステンレス製圧縮スプリング２８ａの弾性力と、形状記憶合金製圧縮スプリング２８ｂの弾性力が設定されている。
【００２１】
図４は、形状記憶合金製圧縮スプリング２８ｂの温度−変位曲線の一例を示すグラフである。この形状記憶合金製圧縮スプリング２８ｂの温度−変位曲線において、基準温度より高い温度から基準温度より低い温度に降温する場合には温度Ｔ１にて記憶された変位の変化が開始する一方、基準温度より低い温度から基準温度より高い温度に昇温する場合には温度Ｔ２において記憶された変位に戻る。形状記憶合金製圧縮スプリング２８ｂには、こうしたヒステリシスが現れる。本実施形態では、通常は換気口１４１を開放しておき、外気温度が露点温度以下になった場合に換気口１４１を閉塞するのが目的であることから、降温時に形状記憶合金製圧縮スプリング２８ｂの変位が変化する温度Ｔ１を基準温度に設定することが好ましい。
【００２２】
図３は、ステンレス製圧縮スプリング２８ａと形状記憶合金製圧縮スプリング２８ｂとの相対弾性力の変化による移動部材２７の動作を示す平面図であり、（ａ）は左移動、（ｂ）は右移動を示す。また、図５は、図３に対応した扉片２１の動作を示す横断面図であり、（ａ）は閉塞位置、（ｂ）は開放位置を示す。そして、高い温度から低い温度、本実施形態では、例えば基準温度Ｔ１の９．６℃以下に降温すると、移動部材２７を右方向に付勢する形状記憶合金製圧縮スプリング２８ｂは、スプリングコイルの各ターン部が粗になって弾性力が相対的に小さくなる。このため、形状記憶合金からなる圧縮スプリング２８ｂの弾性力よりも、移動部材２７を左方向に付勢するステンレス製圧縮スプリング２８ａの弾性力の方が大きくなる。その結果、図３（ａ）に示すように、移動部材２７が左方向に移動し、これにより回動扉体２３を右回転（時計廻り）させるので、図５（ａ）に示すように、回動扉体２３の一面に設けられた扉片２１が、換気口１４１を閉塞する位置ＳＰとなる。
【００２３】
これに対して、低い温度から高い温度、本実施形態では例えば基準温度の９．６℃を超え、さらに図４に示すヒステリシスを越えた温度Ｔ２になると、移動部材２７を右方向に付勢する形状記憶合金製圧縮スプリング２８ｂは、スプリングコイルの各ターン部が密になって弾性力が相対的に大きくなる。このため、移動部材２７を左方向に付勢するステンレス製圧縮スプリング２８ａの弾性力よりも、形状記憶合金製圧縮スプリング２８ｂの弾性力が大きくなる。その結果、図３（ｂ）に示すように、移動部材２７が右方向に移動し、これにより回動扉体２３を左回転（反時計廻り）させるので、図５（ｂ）に示すように、回動扉体２３の一面に設けられた扉片２１が、換気口１４１を開放する位置ＯＰとなる。
【００２４】
なお、図５（ａ）及び（ｂ）に示す符号２１１は、図５（ａ）に示すように扉片２１が換気口１４１を閉塞する閉塞位置ＳＰに動作した場合に、隣の扉片２１又は換気口１４１との、回動軸方向に延在する隙間を閉塞する舌片である。舌片２１１は、ゴムや弾性樹脂など柔軟性を有する材料により構成され、各扉片２１の長手方向に延在して固定されている。この舌片２１１により、換気口１４１の密閉性を高めることができる。また、本実施形態の回動扉体２３は、一つの換気口１４１に４つ設けたが、本発明は回動扉体２３の数量に限定されない。ただし、本実施形態のように２〜５枚程度で構成すると、各回動扉体２３の接触抵抗が比較的小さく、機械的強度も強く構成することができるという利点がある。
【００２５】
本発明の扉片２１は、断面が正三角形の上端部材２３１と下端部材２３２で構成される回動扉体２３の一面に設けるほか、これに代えて、上端部材２３１と下端部材２３２を省略し、上端軸２３１ａと下端軸２３２ａとの間に直接又は間接的に扉片２１を設けてもよい。図６は、扉片２１及び移動部材２７の他例を示す横断面図である。同図に示す実施形態は、上端部材２３１と下端部材２３２を省略した以外は、図２〜図５に示す実施形態と同じである。上端軸２３１ａと下端軸２３２ａとの間に直接又は間接的に扉片２１を設けた場合においても、図６に実線で示すように移動部材２７が左方向に移動すると扉片２１が換気口１４１を閉塞する閉塞位置ＳＰに回動し、同図に二点鎖線で示すように移動部材２７が右方向に移動すると扉片２１が換気口１４１を開放する開放位置ＯＰに回動する。
【００２６】
また、上述した実施形態では、扉片２１が回動することで換気口１４１を開閉する構成を示したが、本発明の換気装置２は回動タイプにのみ限定されず、扉片２１が左右に往復動するスライドタイプであってもよい。図７は、扉片２１及び移動部材２７のさらに他例を示す横断面図である。同図に示す実施形態は、上端部材２３１、下端部材２３２に加えて、ラック＆ピニオン機構を省略し、図２〜図５に示す実施形態と同じように、ステンレス製圧縮スプリング２８ａと形状記憶合金製圧縮スプリング２８ｂとによって移動部材２７を左右に往復移動するものである。そして、筐体１４の胴枠１２に形成する換気口１４１は、図７に示すように複数のスリット形状とする。この場合のスリット間隔は、移動部材２７の移動距離と扉片２１の幅との関係によって決定される。このようにスライドタイプに構成した場合においても、図７に実線で示すように移動部材２７が左方向に移動すると扉片２１が換気口１４１を開放する開放位置ＯＰに回動し、同図に二点鎖線で示すように移動部材２７が右方向に移動すると扉片２１が換気口１４１を閉塞する閉塞位置ＳＰに回動する。
【００２７】
上述した回動扉体２３、アッパプレート２５、ロアプレート２６、移動部材２７、ステンレス製圧縮スプリング２８ａ及び形状記憶合金製圧縮スプリング２８ｂが本発明の開閉駆動機構２２に相当する。
【符号の説明】
【００２８】
１…キュービクル式高圧受電装置
１１…台枠
１２…胴枠
１３…屋根体
１４…筐体
１４１…換気口
１５…三相動力回路用変圧器
１６…単相動力回路用変圧器
１７…計器用変圧器
１８…負荷用開閉器
１９…配線
２…換気装置
２１…扉片
２２…開閉駆動機構
２３…回動扉体
２３１…上端部材
２３１ａ…上端軸
２３２…下端部材
２３２ａ…下端軸
２３２ｂ…ピニオン
２３２ｃ，２３２ｄ…当接突起
２４…架設部材
２５…アッパプレート
２５１…貫通孔
２５２…軸受メタル
２５３…ボルト
２６…ロアプレート
２６１…突起
２６２…スリーブ
２６３…左回動ストッパ
２６４…右回動ストッパ
２６５…案内突起
２６６…摺動ワッシャ
２６７…ブッシュ
２６８…ネジ
２６９ａ，２６９ｂ…ピン
２７…移動部材
２７１…案内孔
２７２…ラック孔
２７３…ラック
２７４，２７５…フック部
２８ａ…ステンレス製圧縮スプリング
２８ｂ…形状記憶合金製圧縮スプリング（温度感応駆動部材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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