(57)【要約】【課題】屋外用配電盤の内部機器及び換気扇の長寿命化、スペース効率の向上及び製造コストの低減化を図るとともに、外部環境に悪影響を及ぼすことがない屋外用配電盤の寿命低下防止方法を提供すること。【解決手段】屋外に設置され複数の発熱源の影響を受ける配電盤本体１と、該配電盤本体内部に収容される内部機器と、前記配電盤本体内部の天井近傍に設けられ、該配電盤本体内部の温度が所定温度以上になると稼働開始する換気扇４と、を備えた屋外用配電盤の寿命低下防止方法であって、前記配電盤本体の外表面に断熱塗料を塗布して、前記配電盤本体内部の温度上昇、特に屋根内部の温度上昇を緩和することで、前記配電盤本体内部の温度が前記所定温度に到達する時間を遅延させるとともに前記換気扇の稼働時間を減少させ、前記内部機器及び前記換気扇の寿命低下を防止する屋外用配電盤の寿命低下防止方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
屋外に設置され複数の発熱源の影響を受ける配電盤本体と、該配電盤本体内部に収容される内部機器と、前記配電盤本体内部の天井近傍に設けられ、該配電盤本体内部の温度が所定温度以上になると稼働開始する換気扇と、を備えた屋外用配電盤の寿命低下防止方法であって、
前記配電盤本体の外表面に断熱塗料を塗布して、前記配電盤本体内部の温度上昇、特に屋根内部の温度上昇を緩和することで、前記配電盤本体内部の温度が前記所定温度に到達する時間を遅延させるとともに前記換気扇の稼働時間を減少させ、前記内部機器及び前記換気扇の寿命低下を防止することを特徴とする屋外用配電盤の寿命低下防止方法。
【請求項２】
前記外表面のうち屋根表面のみに前記断熱塗料を塗布することを特徴とする請求項１に記載された屋外用配電盤の寿命低下防止方法。
【請求項３】
前記断熱塗料は前記配電盤本体の外表面全体に塗布することを特徴とする請求項１に記載された屋外用配電盤の寿命低下防止方法。
【請求項４】
前記換気扇の稼働開始温度を前記所定温度より高くして、該換気扇の稼働時間をさらに減少させることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載された屋外用配電盤の寿命低下防止方法。
【請求項５】
前記断熱塗料はセラミック塗料であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載された屋外用配電盤の寿命低下防止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、屋外用配電盤の寿命低下防止方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、配電盤などの内部には様々な機器が収容されており、配電盤内の環境をこれらの内部機器の設置条件に適合させる必要がある。近年では内部機器の高密度化やデジタル回路化、並びに地球温暖化による平均気温の上昇等により、内部機器の設置環境に対する配慮がより必要となってきているが、配電盤の排熱方法に関しては永らく変化していないのが実情である。配電盤の内部機器の設置環境要因としては、配電盤内部の温度、湿度などが考えられ、内部機器の故障や寿命低下を防ぐことを目的に排熱を行っている。
【０００３】
特に屋外に設置される配電盤では、内部機器の発熱による温度上昇に加え、日射による配電盤内部の温度上昇も考慮する必要がある。また、都心部では配電盤は空調設備の室外機とともにビルの屋上に設置されることが多く、ヒートアイランド現象の影響もあり、熱対策上、より厳しい設置環境となっている。
【０００４】
このような設置環境に対応するために、屋外に設置される配電盤の排熱方法として、換気扇を設置するもの、クーラ等の冷却装置を設置するもの、また、下記特許文献１に示す日射による輻射熱防止用の遮光板を設けるもの等が提案されている。
【０００５】
次に、これら従来の排熱方法として、換気扇を用いたものを図４、冷却装置を用いたものを図５、遮光板を用いたものを図６、図７に基づいてそれぞれ説明する。
図４は換気扇を備えた屋外用配電盤の側面図である。図４において、１は箱状の配電盤本体、２は給気口、３は屋根、４は換気扇、５は換気扇収容箱、６は配電盤本体１内部に設置された温度センサー、７は配電盤本体１の扉、８は側面板である。なお、配電盤内に収容される内部機器は省略している。
【０００６】
扉７は配電盤本体１の正面及び背面に設けられ、下部に給気口２が設けてある。防水機能を備えた換気扇収容箱５は屋根３の上面に設けられている。換気扇収容箱５に収容された換気扇４は、温度センサー６の計測値が所定温度になると稼働を開始し、盤内空気を換気することで、内部機器の設置条件を満たすように制御される。この排熱方法は強制換気形と呼ばれている。
【０００７】
図５は冷却装置を備えた屋外用配電盤の側面図である。図５において、１は配電盤本体、３は屋根、７は配電盤本体１の扉、８は側面板、９は配電盤本体１の扉面に設けた冷却装置（クーラ）である。配電盤内に収容される内部機器は省略している。冷却装置９は温度センサー６の計測値が所定温度になると稼働を開始し、盤内空気を冷却することで、内部機器の設置条件を満たすように制御される。この排熱方法は密閉強制冷却形と呼ばれている。
【０００８】
図６（ａ）は遮光板を備えた屋外用配電盤の正面図、図６（ｂ）はその側面図、図６（ｃ）は図６（ａ）のＹ−Ｙ断面図である。また、図７は図６（ａ）のＸ−Ｘ断面図である。
【０００９】
図６（ａ）〜（ｃ）、及び図７において、１は配電盤本体、３は屋根、７は扉、７Ａは扉遮光板、８は側面板、８Ａは側面遮光板、１０は間隔部材、１１は対流空間である。配電盤内に収容される内部機器は省略している。扉７と扉遮光板７Ａ、側面板８と側面遮光板８Ａとはそれぞれ間隔部材１０を介して取り付けられ、それぞれの間に対流空間１１を設けることで日射による輻射熱対策を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】実開昭６１−１１４９０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述した換気扇を用いた従来の強制換気形の排熱方法では、換気扇４により屋外用配電盤内の空気を強制的に入れ替えて排熱を行っている。しかしながら、換気扇４が寿命などにより故障した場合、自然対流による換気は期待できるが、必要量の排熱ができなくなり、配電盤本体１の内部温度が内部機器の対応温度を超えてしまうことになる。しかも、換気扇４の設置されている屋根３は太陽からの日射による輻射熱の影響を大きく受ける部分であり、夏場の晴れた日には６０℃を超えることがある。一般的な換気扇４の寿命は、モータ軸受のグリースの性能に左右されるが、図８のグラフに示すように、換気扇の周囲温度が５０℃では換気扇の寿命は約４０，０００ｈ、６０℃を超えるとさらに寿命は低下し約３０，０００ｈ以下となる。
【００１２】
このように、強制換気形の温度制御の要となる換気扇４の設置場所である屋根３の温度が高くなると、換気扇４の寿命が低下する問題があった。また、配電盤本体１の内部温度が内部機器の対応温度を超えて高温化すると、内部機器の寿命低下や故障を誘発する可能性もあった。さらに、住宅地の近傍に配電盤が設置されている場合、換気扇４を運転した際の騒音も問題となっていた。
【００１３】
また、冷却装置を用いた従来の密閉強制冷却形の排熱方法では、クーラ等の冷却装置９により配電盤本体１内部の空気を冷却している。しかしながら、冷却装置９が寿命などにより破損すると冷却ができなくなり配電盤本体１の内部温度が内部機器の設置条件を超えてしまうことになる。しかも、配電盤本体１内部が密閉された空間となっているため、自然対流による換気も期待できず、冷却装置９の故障時の配電盤本体１の内部温度の上昇は非常に大きくなってしまい、内部機器の寿命低下や故障を引き起こすという問題があった。
【００１４】
さらに、冷却装置９が換気扇４と比較して高コストであることに加え、消費電力が大きいことも課題である。１５００Ｗ程度の排熱・冷却を想定した場合、換気扇４は１００Ｗ程度の電力で排熱可能であるのに対し、冷却装置９では６００Ｗ程度の電力が必要になる。さらに、冷却に用いる冷媒にフロンガスを使用している場合は、環境上の問題もある。なお、このような事情から、屋外用配電盤の排熱には、上述した強制換気形が適用されることがほとんどである。
【００１５】
次に、上述した遮光板を用いた従来の排熱方法では、図７に示すように、扉７を開けた際には扉遮光板７Ａも一緒に開くため、扉遮光板７Ａ同士や扉遮光板７Ａと側面遮光板８Ａが扉開時に干渉する可能性がある。干渉を防止するために扉開角度を小さくするとメンテナンス性が悪くなり、逆に、扉開角度を必要分確保しようとすると、扉遮光板７Ａの大きさを扉７より小さくする必要があり、十分な断熱性能を得られなくなるという問題があった。
【００１６】
また、遮光板７Ａ，８Ａを取付けることで、配電盤の最大寸法が対流空間１１の分増加し、設置スペースの増加を招くという問題もあった。これに対し、必要箇所のみに遮光板を設けるという選択肢も考えられるが、配電盤の外観が大きく変化するため、結局、配電盤全面に遮光板を設けざるを得なかった。また、間隔部材１０を取付けるために、扉７や側面板８に溶接や穴加工を必要とし、配電盤を据付後にこれらの施工を行う場合には施工が困難となる等の問題があった。
【００１７】
さらに、扉遮光板７Ａを取付けた場合、仮に強制換気形に必要な給気口を設けたとしても、給気口の前面を扉遮光板７Ａで塞いでしまうことになるため、対流空間１１の通気スペースしか確保できず換気効率が下がるという欠点もあった。
【００１８】
以上説明したように、従来の屋外用配電盤の排熱方法では、配電盤内の温度上昇を効率的に抑制することが困難であり、配電盤内の温度が内部機器の設置条件以上の温度になると、内部機器の故障や寿命低下を誘発したり、換気扇等の寿命も低下させるという課題があった。
【００１９】
本願発明の実施形態は、上記課題を解決するためになされたもので、屋外用配電盤の内部機器及び換気扇の長寿命化、スペース効率の向上及び製造コストの低減化を図るとともに、外部環境に悪影響を及ぼすことがない屋外用配電盤の寿命低下防止方法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】
【００２０】
上記課題を解決するために本実施形態に係る屋外用配電盤の寿命低下防止方法は、屋外に設置され複数の発熱源の影響を受ける配電盤本体と、該配電盤本体内部に収容される内部機器と、前記配電盤本体内部の天井近傍に設けられ、該配電盤本体内部の温度が所定温度以上になると稼働開始する換気扇と、を備えた屋外用配電盤の寿命低下防止方法であって、前記配電盤本体の外表面に断熱塗料を塗布して、前記配電盤本体内部の温度上昇、特に屋根内部の温度上昇を緩和することで、前記配電盤本体内部の温度が前記所定温度に到達する時間を遅延させるとともに前記換気扇の稼働時間を減少させ、前記内部機器及び前記換気扇の寿命低下を防止することを特徴とする屋外用配電盤の寿命低下防止方法である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の実施形態によれば、屋外用配電盤の内部機器及び換気扇の長寿命化、スペース効率の向上及び製造コストの低減化を図るとともに、外部環境に悪影響を及ぼすことがない屋外用配電盤の寿命低下防止方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】（ａ）は実施形態に係る屋外用配電盤の正面図、（ｂ）はその側面図。
【図２】断熱塗料を塗布した場合と無塗布の場合の盤内温度の変化を示すグラフ。
【図３】実施形態に係る屋外用配電盤の実証試験結果。
【図４】換気扇を備えた従来の屋外用配電盤の側面図。
【図５】冷却装置を備えた従来の屋外用配電盤の側面図。
【図６】（ａ）は遮光板を備えた従来の屋外用配電盤の正面図、（ｂ）はその側面図、（ｃ）は（ａ）のＹ-Ｙ断面図。
【図７】図６（ａ）のＸ-Ｘ断面図。
【図８】換気扇の周囲温度と寿命の関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明に係る屋外用配電盤の寿命低下防止方法の実施形態について、図面を参照して説明する。
［屋外用配電盤の構成］
本実施形態に係る屋外用配電盤の構成を、図１（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。
【００２４】
図１（ａ）、（ｂ）において、１は箱状の配電盤本体、２は給気口、３は屋根、４は換気扇、５は換気扇収容箱、６は配電盤本体１内部に設置された温度センサー、７は配電盤本体１の正面及び背面に設けられた扉、８は配電盤本体１の側面板である。なお、配電盤本体１内部に設置される内部機器は省略している。
【００２５】
給気口２は扉７の下部に設けられ、換気扇４は配電盤本体１内部の天井近傍、例えば、屋根３の上面に設置されている。この場合、換気扇４は防水機能を持った換気扇収容箱５に収容されており、換気扇収容箱５の底面は配電盤本体１内部と連通している。換気扇４は温度センサー６の測定値が所定温度、例えば４０℃になったときに稼働を開始し、内部機器の設置条件を満たすようになっている。
配電盤本体１は、通常屋外に設置され、日射熱、輻射熱、内部機器の稼働による発熱等の複数の発熱源に晒される環境で使用される。
【００２６】
本実施形態では、断熱塗料は換気扇収容箱５及び屋根３の外表面に塗布されており、換気扇４の設置箇所の周囲温度を低減でき、高温による換気扇４の寿命低下を低減することができる。
【００２７】
また、更なる温度低減効果を得たい場合には、配電盤本体１の正面を南向きに設置したと仮定した場合、一日中日射輻射熱の影響のある南側（正面扉面）、午前中に日射影響のある東側（右側面）、午後に日射影響のある西側（左側面）にも塗布すれば好適である。
【００２８】
また、塗色を合わせれば、面によって断熱塗料と普通塗料と異なる塗装がされたとしても違和感がないので、日射影響を受ける時刻に他の構造物の陰になるなど、日射影響を考慮する必要がない場合は、断熱塗料を塗布せず普通塗料を塗布するようにしてもよい。これにより、使用する断熱塗料の量を減少させ、必要最小限のコストで温度低減効果を得ることができる。
断熱塗料としては、例えば水溶性のセラミック系のものが好適である。
【００２９】
［実証試験］
本実施形態に係る屋外用配電盤を用いて実証試験をおこなった結果を以下に説明する。
（試験条件）
従来の断熱塗料が無塗布の配電盤本体（試験体１）、本実施形態に係る断熱塗料を屋根面のみに塗布した配電盤本体（試験体２）、本実施形態に係る断熱塗料を全面に塗布した配電盤本体（試験体３）の３種類を、それぞれ屋外のコンクリート面上に設置し、近傍に設置した百葉箱内部の外気温と、盤内中央部と屋根内部との温度差を測定した。
【００３０】
試験時期は２０１７年７月〜９月で、日射の影響が大きいと考えられる午前９時から午後５時までの測定結果を平均化し、断熱塗料の効果について検証した。なお、測定値は、内部機器は無通電状態で換気扇の運転も行なっていないので、日射熱、輻射熱のみでの温度上昇値である。
【００３１】
断熱塗料はセラミック系の水溶性塗料で、塗布量は４００ｇ／ｍ２を目安に塗布をおこなった。断熱塗料を塗布することにより、屋根表面等にセラミック層が形成され、太陽光のうち赤外線を反射することで、配電盤本体内へ浸入する熱エネルギー量を減少させる。
【００３２】
（試験結果）
次に図３に基づいて試験結果について説明する。
断熱塗料が無塗布の試験体１の屋根内部の温度上昇値が１５．９Ｋとなるのに対し、換気扇４が収容されている換気扇収容箱５及び屋根３（屋根面のみ）に断熱塗料を塗布した試験体２では屋根内部の温度上昇値が１１．７Ｋとなっている。したがって、その差４.２Ｋの温度上昇を低減できる。
【００３３】
ここで、配電盤本体が設置されている周囲の気温が３５℃（百葉箱内部の外気温）、内部機器が稼働してその発熱による温度上昇を１０Ｋとすると、断熱塗料が無塗布の試験体１では、３５℃に上述の１５．９Ｋと１０Ｋの和である２５．９Ｋを加えて６０．９℃となり、図８に示すように換気扇４の寿命低下が起こる温度となってしまう。
【００３４】
これに対し、断熱塗料を換気扇収容箱５及び屋根３に塗布した試験体２では、３５℃に上述の１１．７Ｋと１０Ｋの和である２１.７Ｋを加えても５６.７℃に抑えることができるため、換気扇４の寿命低下は生じないと考えられる。
【００３５】
また、盤内中央部の温度上昇値も屋根面からの輻射熱を防ぐことによって試験体２の温度上昇値は５．９Ｋとなっているのに対し、断熱塗料が無塗布の試験体１では盤内中央部の温度上昇値が７.５Ｋとなり、その差１.６Ｋの低減ができ、内部機器の設置環境の改善にもつながる。
【００３６】
このように、換気扇収容箱５及び屋根３に断熱塗料を塗布することで、換気扇４の温度による寿命低下を防ぐことができるとともに、内部機器の設置環境も改善することができる。
【００３７】
さらに、配電盤本体１の全表面に断熱塗料を塗布した試験体３の場合、図３に示すとおり屋根内部の温度上昇値を、断熱塗料が無塗布の試験体１と比較して、１５．９Ｋと７.９Ｋとの差８Ｋ、また盤内中央部の温度上昇値を７．５Ｋと４．５Ｋとの差３Ｋそれぞれ低減でき、換気扇収容箱５及び屋根３のみに塗布した場合よりもさらに大きな温度低減が可能となることが明らかとなった。
【００３８】
このように、断熱塗料を塗布する部位を増やすことにより、温度低減効果をさらに高めることができるので、設置場所の条件に合わせた断熱塗料の塗布箇所を選択することで、より効果的な日射熱、輻射熱対策を行うことが可能となる。
【００３９】
また、断熱塗料の厚みは遮光板を用いたものと比較すると微小であるので、設置スペースの増加もなく、扉開角度が小さくなることもないため使い勝手の良好なメンテナンス性を確保できる。
また、配電盤の据付後に日射熱、輻射熱対策を行なう場合でも、必要部位の表面に断熱塗料を塗布することで日射熱、輻射熱を低減できるため、比較的容易に施工できる。
【００４０】
さらに、断熱塗料は水溶性のセラミック塗料であり溶剤を用いず、またフロンガスの排出もなく、環境に優しい対策を実現できる。換気扇に断熱塗料を組合せることで他の手段（冷却装置や遮光板）よりも安価に実現出来て、かつランニングコスト（消費エネルギー、換気扇のメンテ（交換・修理）費用）の面でも有利である。
【００４１】
［効果］
以上説明したように、配電盤本体１の換気扇収容箱５及び屋根３、あるいは配電盤本体１の全表面に断熱塗料を塗布することにより、塗料の塗布された箇所からの日射熱、輻射熱の浸入が抑制され、配電盤本体１内部の温度上昇が低減され、その結果、図２のグラフに示すように、盤内温度が低下することで、温度センサー６が換気扇４をＯＮにする温度である４０℃に達する時間を遅らせることができるとともに、換気扇４をＯＦＦにできる温度に達する時間も早くなり、換気扇４の運転時間を短縮することができ、結果として、図８のグラフのとおり運転時間によって決まる換気扇４の寿命を延ばすことができる。
【００４２】
なお、換気扇４が故障した場合でも、断熱塗料の効果で日射輻射熱の盤内への浸入を防ぐことができるので、温度上昇を抑制することができ、内部機器の設置推奨環境を逸脱する時間を低減することができる。
また、日射熱、輻射熱を低減することにより、配電盤本体１の内部温度に裕度ができ、裕度分は内部機器の容量を増大させることもできる。
【００４３】
さらに、断熱塗料を配電盤本体１の外表面に塗布しておくことで、配電盤本体１内部の温度の上昇が緩和されるので、換気扇４の稼働を開始する温度は前記所定の温度４０℃よりも若干高めに設定することで、さらに換気扇４の稼働時間を減らすことが可能となる。
【００４４】
以上、本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は、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。これら新規な実施形態は、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。これら実施形態やその変形は、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。
【符号の説明】
【００４５】
１…配電盤本体、２…給気口、３…屋根、４…換気扇、５…換気扇収容箱、６…温度センサー、７…扉、７Ａ…扉遮光板、８…側面板、８Ａ…側面遮光板、９…冷却装置、１０…間隔部材、１１…対流空間
【図１】
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【図２】
2019134549.tif 000004
【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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【図８】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年12月19日(2018.12.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
上記課題を解決するために本実施形態に係る屋外用配電盤の寿命低下防止方法は、屋外に設置され複数の発熱源の影響を受ける配電盤本体と、該配電盤本体内部に収容される内部機器と、前記配電盤本体内部の天井近傍に設けられ、該配電盤本体内部の温度が所定温度になると稼働開始する換気扇と、を備えた屋外用配電盤の寿命低下防止方法であって、前記配電盤本体の外表面に断熱塗料を塗布して、前記配電盤本体内部の温度上昇、特に屋根内部の温度上昇を緩和することで、前記配電盤本体内部の温度が前記所定温度に到達する時間を遅延させるとともに前記換気扇の稼働時間を減少させ、前記内部機器及び前記換気扇の寿命低下を防止する屋外用配電盤の寿命低下防止方法において、前記換気扇の稼働時間をさらに減少させるために、前記換気扇の稼働開始温度を前記所定温度より高くするものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
屋外に設置され複数の発熱源の影響を受ける配電盤本体と、該配電盤本体内部に収容される内部機器と、前記配電盤本体内部の天井近傍に設けられ、該配電盤本体内部の温度が所定温度になると稼働開始する換気扇と、を備えた屋外用配電盤の寿命低下防止方法であって、前記配電盤本体の外表面に断熱塗料を塗布して、前記配電盤本体内部の温度上昇、特に屋根内部の温度上昇を緩和することで、前記配電盤本体内部の温度が前記所定温度に到達する時間を遅延させるとともに前記換気扇の稼働時間を減少させ、前記内部機器及び前記換気扇の寿命低下を防止する屋外用配電盤の寿命低下防止方法において、
前記換気扇の稼働時間をさらに減少させるために、前記換気扇の稼働開始温度を前記所定温度より高くすることを特徴とする屋外用配電盤の寿命低下防止方法。
【請求項２】
前記外表面のうち屋根表面のみに前記断熱塗料を塗布することを特徴とする請求項１に記載された屋外用配電盤の寿命低下防止方法。
【請求項３】
前記断熱塗料は前記配電盤本体の外表面全体に塗布することを特徴とする請求項１に記載された屋外用配電盤の寿命低下防止方法。
【請求項４】
前記断熱塗料はセラミック塗料であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載された屋外用配電盤の寿命低下防止方法。