(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
配電盤の放圧口を介して放出される高温ガスの圧力を吸収する配電盤の圧力吸収タンク構造であって、
前記高温ガスが放出される第１の方向と交差する第２の方向に配電盤の寸法よりも長い寸法を有する圧力吸収室と、
前記第１の方向と直交するように配置され、前記圧力吸収室内で前記第１の方向に流出する前記高温ガスと対峙する仕切り壁部と、
前記仕切り壁部に形成され、前記第１、第２の方向と交差する方向に前記高温ガスを導く開口部と、を具備し、
前記開口部は、前記放圧口の開口面積よりも大きな開口面積を有することを特徴とする配電盤の圧力吸収タンク構造。
【請求項２】
前記開口部は、前記第２の方向に沿って形成されることを特徴とする請求項１記載の配電盤の圧力吸収タンク構造。
【請求項３】
前記開口部の近傍には、当該開口部の開口面積を縮小して前記高温ガスの流出量を調整する調整部が設けられることを特徴とする請求項２記載の配電盤の圧力吸収タンク構造。
【請求項４】
前記圧力吸収室は、前記第１の方向に重なるように配置された複数の空間によって構成されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の配電盤の圧力吸収タンク構造。
【請求項５】
前記圧力吸収室を構成する複数の空間は、前記放圧口からの距離に応じて当該空間の容積が小さくなることを特徴とする請求項４記載の配電盤の圧力吸収タンク構造。
【請求項６】
前記開口部は、前記複数の空間を仕切る複数の前記仕切り壁部に形成され、前記開口部を通過する前記高温ガスの流出方向が、隣り合う空間において反対方向となることを特徴とする請求項４又は請求項５記載の配電盤の圧力吸収タンク構造。
【請求項７】
前記圧力吸収室の外部に放出される前記高温ガスの向きを所望の方向に整流するための整流機構を更に具備することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の配電盤の圧力吸収タンク構造。
【請求項８】
前記圧力吸収室は、前記第２の方向に沿って配列された複数の配電盤に共通に利用されることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の配電盤の圧力吸収タンク構造。
【請求項９】
配電盤の放圧口を介して放出される高温ガスの圧力を吸収する配電盤の圧力吸収タンク構造であって、
前記高温ガスが放出される第１の方向と交差する第２の方向に配電盤の寸法よりも長い寸法を有する圧力吸収室と、
前記第１の方向と直交するように配置され、前記圧力吸収室内で前記第１の方向に流出する前記高温ガスと対峙する仕切り壁部と、
前記仕切り壁部に形成され、前記第１、第２の方向と交差する方向に前記高温ガスを導く開口部と、を具備し、
前記圧力吸収室は、前記第１の方向に重なるように配置された複数の空間によって構成され、
前記圧力吸収室を構成する複数の空間は、隣り合う空間において、前記放圧口からの距離が遠い空間の容積が、前記放圧口からの距離が近い空間よりも小さいことを特徴とする配電盤の圧力吸収タンク構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配電盤内の圧力上昇に伴い発生する高温ガスを導入し、高温ガスの圧力を吸収する配電盤の圧力吸収タンク構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、配電盤においては、アーク事故等の発生に伴って急上昇した筐体内の圧力を放圧する放圧機構を備えるものが知られている。このような配電盤においては、放圧機構によって筐体内の高温ガスを配電盤の外部に放圧することにより、配電盤が機械的又は熱的に大きなストレスを受けることを防止している。
【０００３】
また、筐体内の圧力を放圧する放圧機構として、ガスタンク容器の放圧フラッパの上部に配置された放圧ダクトと、放圧ダクト内に複数枚配設され、それぞれ多数の通気孔が形成された放圧ダクト板とを有するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この放圧機構では、アーク事故に伴って圧力が上昇すると、放圧フラッパを介してガスタンク容器内の高温ガスが放圧ダクトに放圧される。放圧ダクトに導入された高温ガスは、複数枚の放圧ダクト板の通気孔を通過する際に圧力が低下されると共に流速も低下される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２５９６５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１記載の放圧機構においては、放圧フラッパを介して放出された高温ガスの流速を十分に低下させることができない事態が発生し得る。すなわち、特許文献１記載の放圧機構においては、放圧フラッパを介して導入された高温ガスが複数枚の放圧ダクト板を介して主に一方向側（上方側）に向けて進むこととなり、直線的に流出する高温ガスが残存し得る。このため、放圧ダクトの天井部に設けられたダクトフラッパから放出される高温ガスの流速を十分に低下させることができず、放圧ダクト外に高温ガスを安全に放出することが困難となる事態が想定される。
【０００６】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、配電盤内の圧力上昇に伴い発生する高温ガスを外部に安全に放出することができる配電盤の圧力吸収タンク構造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】
本発明における配電盤の圧力吸収タンク構造は、配電盤の放圧口を介して放出される高温ガスの圧力を吸収する配電盤の圧力吸収タンク構造であって、前記高温ガスが放出される第１の方向と交差する第２の方向に配電盤の寸法よりも長い寸法を有する圧力吸収室と、前記第１の方向と直交するように配置され、前記圧力吸収室内で前記第１の方向に流出する前記高温ガスと対峙する仕切り壁部と、前記仕切り壁部に形成され、前記第１、第２の方向と交差する方向に前記高温ガスを導く開口部と、を具備し、前記開口部は、前記放圧口の開口面積よりも大きな開口面積を有することを特徴とする。
【０００９】
上記配電盤の圧力吸収タンク構造において、前記開口部は、前記第２の方向に沿って形成されることが好ましい。
【００１０】
上記配電盤の圧力吸収タンク構造において、前記開口部の近傍には、当該開口部の開口面積を縮小して前記高温ガスの流出量を調整する調整部が設けられることが好ましい。
【００１１】
上記配電盤の圧力吸収タンク構造において、前記圧力吸収室は、前記第１の方向に重なるように配置された複数の空間によって構成されることが好ましい。
【００１２】
上記配電盤の圧力吸収タンク構造において、前記圧力吸収室を構成する複数の空間は、前記放圧口からの距離に応じて当該空間の容積が小さくなることが好ましい。
【００１３】
上記配電盤の圧力吸収タンク構造において、前記開口部は、前記複数の空間を仕切る複数の前記仕切り壁部に形成され、前記開口部を通過する前記高温ガスの流出方向が、隣り合う空間において反対方向となることが好ましい。
【００１４】
上記配電盤の圧力吸収タンク構造においては、前記圧力吸収室の外部に放出される前記高温ガスの向きを所望の方向に整流するための整流機構を更に具備することが好ましい。
【００１５】
上記配電盤の圧力吸収タンク構造において、前記圧力吸収室は、前記第２の方向に沿って配列された複数の配電盤に共通に利用されることが好ましい。
また、本発明における配電盤の圧力吸収タンク構造は、配電盤の放圧口を介して放出される高温ガスの圧力を吸収する配電盤の圧力吸収タンク構造であって、前記高温ガスが放出される第１の方向と交差する第２の方向に配電盤の寸法よりも長い寸法を有する圧力吸収室と、前記第１の方向と直交するように配置され、前記圧力吸収室内で前記第１の方向に流出する前記高温ガスと対峙する仕切り壁部と、前記仕切り壁部に形成され、前記第１、第２の方向と交差する方向に前記高温ガスを導く開口部と、を具備し、前記圧力吸収室は、前記第１の方向に重なるように配置された複数の空間によって構成され、前記圧力吸収室を構成する複数の空間は、隣り合う空間において、前記放圧口からの距離が遠い空間の容積が、前記放圧口からの距離が近い空間よりも小さいことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の配電盤の圧力吸収タンク構造によれば、配電盤内の圧力上昇に伴い発生する高温ガスを外部に安全に放出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施の形態に係る圧力吸収タンク構造が適用される配電盤ユニットが設置された電気室の説明図である。
【図２】本実施の形態に係る圧力吸収タンク構造が適用される配電盤ユニットの断面模式図である。
【図３】本実施の形態に係る配電盤ユニットが有する圧力吸収タンクの断面模式図である。
【図４】図３に示す一点鎖線Ｂ−Ｂにおける圧力吸収タンクの断面模式図である。
【図５】本実施の形態に係る配電盤ユニットにおける高温ガスの流路の説明図である。
【図６】本実施の形態に係る配電盤ユニットにおける高温ガスの流路の説明図である。
【図７】本実施の形態に係る圧力吸収タンク構造が適用される配電盤ユニットが設置された電気室内の温度分布の説明図である。
【図８】本実施の形態の変形例に係る配電盤ユニットが有する圧力吸収タンクの断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施の形態に係る配電盤の圧力吸収タンク構造について、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下においては、一定方向に配列された複数の配電盤（「列盤」と呼ばれることもある）の上方側に単一の圧力吸収タンクが共通タンクとして配置される場合について説明する。しかしながら、本発明に係る配電盤の圧力吸収タンク構造は、この態様に限定されるものでなく、単一の配電盤にも適用することができる。
【００１９】
図１は、本実施の形態に係る圧力吸収タンク構造が適用される配電盤ユニットが設置された電気室の説明図である。図１においては、説明の便宜上、電気室を構成する一部の側壁部及び天井部を省略すると共に、最も左方側に配置された配電盤の中心の通過する断面を示している。なお、電気室は、メンテナンス等の作業者が入るために開閉される扉（図示略）を除き、密閉された空間となっている。また、図１においては、説明の便宜上、最も左方側に配置された配電盤の放圧機構が作動した場合について示している。
【００２０】
図１に示すように、配電盤ユニット１は、電気室２に設置されている。例えば、配電盤ユニット１は、作業者によるメンテナンス作業の領域を確保した状態で電気室２内に設定される。配電盤ユニット１は、複数の配電盤１００と、単一の圧力吸収タンク１１０とを含んで構成されている。複数の配電盤１００は、図１に示すＹ方向に配列されている。圧力吸収タンク１１０は、概してＹ方向に長手方向を有する直方体形状を有しており、複数の配電盤１００の上方側に配置されている。このように複数の配電盤１００上に圧力吸収タンク１１０が配置された状態において、配電盤ユニット１は、概してＹ方向に長手方向を有する直方体形状を有している。
【００２１】
図２は、本実施の形態に係る圧力吸収タンク構造が適用される配電盤ユニット１の断面模式図である。図２においては、説明の便宜上、配電盤１００の放圧機構が作動した場合について示している。図２に示すように、配電盤１００は、側面視にて、概して長方形状を有すると共に、その一部（図２に示す左方側の一部）が上方側に突出する筐体１０１を有している。筐体１０１の内部は、複数の空間に区画されている。それぞれの区画は、制御室１０２、遮断室１０３、ケーブル室１０４及び主母線室１０５を構成している。
【００２２】
主母線室１０５には、放圧機構１０６が設けられている。放圧機構１０６は、一定の条件下で開放可能に構成される放圧板１０７を含んで構成されている。放圧板１０７は、配電盤１００の定常運転時に閉じられる一方、配電盤１００内のアーク事故等の発生により筐体１０１の内部圧力が上昇した場合に開放するように構成されている。放圧板１０７が開放されると、配電盤１００の上方には、放圧口１０８が形成される。放圧口１０８は、配電盤１００の筐体１０１内の空間と、圧力吸収タンク１１０内の空間とを連通させる。なお、図２においては、放圧機構１０６を主母線室１０５のみに設ける場合について説明しているが、遮断室１０３やケーブル室１０４に更に設ける構成としてもよい。
【００２３】
例えば、配電盤１００内でアーク事故等が発生すると、筐体１０１内の圧力が急上昇し、筐体１０１内部に過大な圧力が加わることとなる。このため、放圧口１０８に設置された放圧板１０７が開放され、筐体１０１内の高温ガスが圧力吸収タンク１１０内に放出される。つまり、配電盤１００内の圧力が異常に上昇した場合には、内部圧力が放圧口１０８を介して積極的に圧力吸収タンク１１０内に放出される構成となっている。なお、アーク事故により発生する高温ガスは、アークガスと呼ばれることもある。
【００２４】
圧力吸収タンク１１０は、制御室１０２の図２に示す右方側であって、遮断室１０３、ケーブル室１０４及び主母線室１０５の上方側に配置されている。圧力吸収タンク１１０は、配電盤１００の放圧口１０８を介して放出される高温ガスの圧力を吸収することで、高温ガスの流速を低下させる役割を果たす。より具体的にいうと、圧力吸収タンク１１０は、放出口１０８を介して放出される高温ガスをその内部空間にて一時的に対流させることで高温ガスの圧力を吸収してその流速を低下させる。圧力吸収タンク１１０により流速が低下された高温ガスは、電気室２内に放出される。なお、この圧力吸収タンク１１０は、パッファタンクやバッファタンクなどと呼ばれることもある。
【００２５】
アーク事故等に伴い発生した高温ガスが電気室２内に放出されると、電気室２内の温度が急激に上昇する。このため、電気室２内における配電盤ユニット１のメンテナンス作業等に支障を来すこととなる。従来、このような高温ガスを電気室２外に放出する放圧ダクトを備える配電盤が提案されている。しかしながら、配電盤ユニット１が石油プラント等の防爆エリアに設置される場合には、電気室２外に高温ガスを放出することができない。このため、石油プラント等の防爆エリアにおいては、例えば、室内空間を大きく確保した電気室２内に配電盤ユニット１が設置されている。しかしながら、この場合には、電気室２の設置に大きな領域を必要とするだけでなく、電気室２を構成する部材等のコストが上昇してしまう。
【００２６】
このような実情に鑑み、本発明者は、配電盤１００からの高温ガスを圧力吸収室１１０内で分散させることが、高温ガスの流速の低下に寄与することに着目し、本発明に想到した。すなわち、本発明の骨子は、配電盤１００からの高温ガスが圧力吸収室１１０内で有効に分散するように、高温ガスの流出方向を調整することである。圧力吸収室１１０内で配電盤１００からの高温ガスを分散させることにより、高温ガスの流速を十分に低下させることができるので、高温ガスを外部に安全に放出することが可能となる。
【００２７】
図３Ａは、本実施の形態に係る配電盤ユニット１が有する圧力吸収タンク１１０の断面模式図である。図３Ｂは、図３Ａに示す破線部Ａの拡大図である。図４は、図３に示す一点鎖線Ｂ−Ｂにおける圧力吸収タンク１１０の断面模式図である。なお、図４においては、説明の便宜上、複数の配電盤１００を示している。また、図４においては、最も左方側に配置された配電盤１００の放圧機構１０６が作動した場合について示している。
【００２８】
図３Ａ及び図４に示すように、圧力吸収タンク１１０内には、圧力吸収室Ｓが形成されている。圧力吸収室Ｓは、Ｙ方向の寸法が単一の配電盤１００のＹ方向の寸法より長く構成されている。圧力吸収室Ｓには、複数の仕切り壁部１１１〜１１４が設けられている。これらの仕切り壁部１１１〜１１４は、図３Ａに示すＸ方向及びＹ方向に延在している。仕切り壁部１１１〜１１４の端部は、圧力吸収タンク１１０の内壁面に連結されている。これらの仕切り壁部１１１〜１１４によって、圧力吸収室Ｓは、複数の空間Ｓ１〜Ｓ４に区画されている。
【００２９】
空間Ｓ１〜Ｓ４は、図３Ａに示すＺ方向に重なるように配置されている。より具体的にいうと、空間Ｓ１が最も下方側に配置されており、この空間Ｓ１の上方に空間Ｓ２が配置されている。また、空間Ｓ２の上方に空間Ｓ３が配置され、この空間Ｓ３の上方に空間Ｓ４が配置されている。放圧板１０７が開放された状態において、最も下方側に配置された空間Ｓ１と、配電盤１００の筐体１０１内の空間とが連通される。
【００３０】
また、空間Ｓ１〜Ｓ４は、それぞれ容積が異なるように構成されている。より具体的にいうと、これらの空間Ｓ１〜Ｓ４は、放圧口１０８からの距離に応じて容積が小さくなるように構成されている。すなわち、空間Ｓ１の容積が最も大きく構成され、以下、空間Ｓ２〜Ｓ４の順に容積が小さくなるように構成されている。
【００３１】
仕切り壁部１１１は、下壁部１１１ａと上壁部１１１ｂとを有している。下壁部１１１ａと上壁部１１１ｂとは、互いの端部近傍の一部が重なり合うように配置されている。より具体的にいうと、上壁部１１１ｂの両端部の下方には、一対の下壁部１１１ａの一方の端部が対向して配置されている。すなわち、上壁部１１１ｂは、一定のギャップ（間隙）Ｇを挟んで下壁部１１１ａと対向して配置されている。
【００３２】
このように対向して配置された状態において、下壁部１１１ａと上壁部１１１ｂとの間には高温ガスの流路が形成され、その流路の両端部に開口部１１１ｃ、１１１ｄが形成される（図３Ｂ参照）。開口部１１１ｃは、仕切り壁部１１１の外側に配置され、開口部１１１ｄは、仕切り壁部１１１の内側に配置されている。これらの開口部１１１ｃ、１１１ｄは、圧力吸収室１１０におけるＹ方向の全体に亘って設けられている。すなわち、これらの開口部１１１ｃ、１１１ｄは、Ｘ方向から見た場合にＹ方向に延在するスリット形状を有している。
【００３３】
このように開口部１１１ｃ、１１１ｄをＹ方向に沿って形成することにより、開口部１１１ｃ、１１１ｄの開口面積を確保し易くでき、後述するように複雑な構成を必要とすることなく放圧口１０８の開口面積よりも大きく設定することができる。なお、ここでは、これらの開口部１１１ｃ、１１１ｄがスリット形状を有する場合について説明している。しかしながら、開口部１１１ｃ、１１１ｄの構成については、スリット形状に限定されるものではなく適宜変更が可能である。例えば、Ｙ方向に長手方向を有する長孔で構成してもよく、多数の微小な開口部を配列する構成としてもよい。
【００３４】
また、上壁部１１１ｂの端部には、下方側に略直角に屈曲する屈曲片１１１ｅが設けられている。同様に、下端部１１１ａの端部には、上方側に略直角に屈曲する屈曲片１１１ｆが設けられている。これらの屈曲片１１１ｅ、１１１ｆは、下壁部１１１ａと上壁部１１１ｂとのギャップＧの半分程度の長さを有している。これらの屈曲片１１１ｅ、１１１ｆは、開口部１１１ｃ、１１１ｄの開口面積（流路面積）を縮小して高温ガスの流出量を調整（低減）する役割を果たす。
【００３５】
なお、仕切り壁部１１２〜１１４は、上壁部及び下壁部の位置及び数等を除き、基本的に仕切り壁部１１１と同様の構成を有する。図３Ａに示すように、仕切り壁部１１２は、下壁部１１２ａと上壁部１１２ｂとを有すると共に、これらの端部に開口部１１２ｃ、１１２ｄを有している。仕切り壁部１１３は、下壁部１１３ａと上壁部１１３ｂとを有すると共に、これらの端部に開口部１１３ｃ、１１３ｄを有している。仕切り壁部１１４は、下壁部１１４ａと上壁部１１４ｂとを有すると共に、これらの端部に開口部１１４ｃ、１１４ｄを有している。また、それぞれの上壁部及び下壁部には、仕切り壁部１１１と同様に、屈曲片が設けられている。
【００３６】
仕切り壁部１１４において、下壁部１１４ａには、整流面１１４ｇが設けられている。整流面１１４ｇは、下壁部１１４ａの上面にて上方側（Ｚ方向）に延出するように設けられている。また、整流面１１４ｇは、それぞれの下壁部１１４ａの中央であって、開口部１１４ｃ、１１４ｄを通過する高温ガスに対峙する位置に配置されている。これらの整流面１１４ｇは、圧力吸収室１１０の外部に放出される高温ガスの向きを所望の方向に整流するための整流機構としての役割を果たす。
【００３７】
ここで、配電盤１００の放圧口１０８の開口面積と、空間Ｓ１から空間Ｓ２へ連通する開口部１１１ｃの開口面積との関係について説明する。本実施の形態に係る配電盤ユニット１においては、開口部１１１ｃの開口面積を、放圧口１０８の開口面積よりも大きく設定している。このように開口部１１１ｃと放圧口１０８の開口面積を設定したのは、圧力吸収室１１０を通過する際における高温ガスの圧力損失を高めるためである。
【００３８】
ここで、開口部１１１ｃの開口面積は、図３Ｂに示す下壁部１１１ａと屈曲片１１１ｅの下端部との間の寸法Ｌ１１と、圧力吸収室１１０の図４に示すＹ方向の寸法Ｌ１２とを乗算することで求められる（式１）。一方、放圧口１０８の開口面積は、放圧口１０８の図３Ａに示すＸ方向の寸法Ｌ２１と、放圧口１０８の図４に示すＹ方向の寸法Ｌ２２とを乗算することで求められる（式２）。
開口部１１１ｃの開口面積  ＝  Ｌ１１  ×  Ｌ１２
放圧口１０８の開口面積  ＝  Ｌ２１  ×  Ｌ２２
【００３９】
以下、このように構成される配電盤ユニット１において、特定の配電盤１００にてアーク事故が発生した場合の高温ガスの流れについて、図５及び図６を参照して説明する。図５及び図６は、本実施の形態に係る配電盤ユニット１における高温ガスの流路の説明図である。なお、図５及び図６においては、図１や図４と同様に、最も左方側に配置された配電盤１００の主母線室１０５内でアーク事故が発生したものとする。
【００４０】
主母線室１０５でアーク事故が発生すると、筐体１０１内の圧力が急上昇し、筐体１０１内部に過大な圧力が加わることとなる。このため、放圧口１０８に設置された放圧板１０７が開放され、筐体１０１内の高温ガスが圧力吸収タンク１１０内に放出される。このとき、高温ガスは、図５及び図６に示す上方側（Ｚ方向：第１の方向）に向けて、空間Ｓ１に流れ込む。
【００４１】
空間Ｓ１の一部を構成する仕切り壁部１１１は、放圧口１０８を介して流出する高温ガスに対峙して配置されている。より具体的にいうと、仕切り壁部１１１は、図５及び図６に示すＺ方向と直交するように配置され、圧力吸収室Ｓ内でＺ方向に流出する高温ガスと対峙している。なお、ここでは、仕切り壁部１１１がＺ方向と直交する場合について示しているが、放圧口１０８からの高温ガスに対峙することを前提として、当該高温ガスの流出方向に交差するように配置されてもよい。上述のように、圧力吸収室Ｓ（空間Ｓ１）は、Ｙ方向の寸法が単一の配電盤１００のＹ方向の寸法より長く構成されている（図４参照）。このため、放圧口１０８から放出された高温ガスにおいては、空間Ｓ１内を流れる方向がＺ方向からＹ方向（第２の方向）に切り替えられる。これにより、空間Ｓ１内において、高温ガスがＹ方向に分散される（図６参照）。
【００４２】
また、空間Ｓ１に流れ込んだ高温ガスは、仕切り壁部１１１に形成された開口部１１１ｄ、１１１ｃを介してＸ方向（第３の方向）に導かれる。このため、高温ガスにおいては、空間Ｓ１内を流れる方向がＺ方向からＸ方向に切り替えられる。これにより、高温ガスは、これらの開口部１１１ｄ、１１１ｃを通過して空間Ｓ２に流出する。
【００４３】
すなわち、空間Ｓ１に流れ込んだ高温ガスは、放圧口１０８からの高温ガスの放出方向（Ｚ方向）と異なる方向（Ｙ方向）に分散される一方、放圧口１０８からの高温ガスの放出方向（Ｚ方向）及び圧力吸収室１００での高温ガスの分散方向（Ｙ方向）と異なる方向（Ｘ方向）に流出する。これにより、空間Ｓ１内に放出された高温ガスが上方側（Ｚ方向）に直線的に流出するのを回避でき、高温ガスの流速を低下させることができる。
【００４４】
なお、図５及び図６においては、説明の便宜上、左方側に配置された開口部１１１ｄ、１１１ｃを通過する高温ガスの流路のみを示しているが、右方側に配置された開口部１１１ｄ、１１１ｃにも同様の流路が形成されている。後述する空間Ｓ２〜Ｓ４における高温ガスの流路についても同様である。
【００４５】
この場合において、仕切り壁部１１１に形成された開口部１１１ｃの開口面積（流路面積）は、放圧口１０８の開口面積（流路面積）よりも大きく設定されている。高温ガスの流速は、放圧口１０８の流路面積と、開口部１１１ｃの流路面積の比に反比例して決まる。本実施の形態に係る圧力吸収タンク１１０においては、このように開口部１１１ｃの流路面積を、放圧口１０８の流路面積よりも大きく設定することにより、高温ガスの流速を低下させることができるものとなっている。
【００４６】
特に、仕切り壁部１１１において、開口部１１１ｃ、１１１ｄの近傍には、屈曲片１１１ｅ、１１１ｆが設けられている（図３Ｂ参照）。これらの屈曲片１１１ｅ、１１１ｆは、開口部１１１ｃ、１１１ｄの開口面積を縮小して高温ガスの流出量を調整（低減）する。これにより、開口部１１１ｃ、１１１ｄの近傍で高温ガスを一時的に滞留させることができ、高温ガスの流速を更に低下させることができる。
【００４７】
空間Ｓ２に流れ込んだ高温ガスは、仕切り壁部１１２に形成された開口部１１２ｃ、１１２ｄに向けて流れる。このとき、高温ガスにおいては、空間Ｓ２内を流れる方向がＸ方向からＺ方向に切り替えられる。また、空間Ｓ２においても、空間Ｓ１と同様に、Ｙ方向に沿って複数の配電盤１００に対応する長さを有している。このため、空間Ｓ２に流れ込んだ高温ガスの一部においては、空間Ｓ２内を流れる方向がＺ方向からＹ方向に切り替えられ、Ｙ方向に分散され易くなっている。
【００４８】
この場合において、仕切り壁１１２は、仕切り壁部１１１と異なり、一対の上壁部１１２ｂが外側に配置され、下壁部１１２ａがこれらの上壁部１１２ｂの間に配置されている。そして、仕切り壁部１１２に形成された開口部１１２ｃ、１１２ｄは、高温ガスを図５に示す外側から内側に導くように構成されている。すなわち、空間Ｓ１と空間Ｓ２とは、高温ガスの流出方向が相反する方向（反対方向）に設定されている。このように高温ガスの流路を構成することにより、空間Ｓ１（上流側の空間）から流れ込んだ高温ガスを一時的に滞留させてから空間３（下流側の空間）に流出させることができる。これにより、高温ガスの流速を更に低下させることができる。
【００４９】
空間Ｓ２内をＺ方向に流れた高温ガスは、仕切り壁部１１２に形成された開口部１１２ｃ、１１２ｄを介してＸ方向に再びに導かれる。このとき、高温ガスにおいては、空間Ｓ２内を流れる方向がＺ方向からＸ方向に切り替えられる。これにより、高温ガスは、これらの開口部１１２ｃ、１１２ｄを通過して空間Ｓ３に流出する。
【００５０】
空間Ｓ３に流れ込んだ高温ガスにおいては、空間Ｓ２に流れ込んだ場合と同様に、流れる方向がＸ方向からＺ方向に切り替えられる。また、空間Ｓ３においても、流れ込んだ高温ガスの一部においては、流れる方向がＺ方向からＹ方向に切り替えられ、Ｙ方向に分散され易くなっている。さらに、Ｚ方向に流れた高温ガスにおいては、流れる方向がＺ方向からＸ方向に切り替えられる。これにより、高温ガスは、仕切り壁部１１３に形成された開口部１１３ｄ、１１３ｃを通過して空間Ｓ４に流出する。
【００５１】
さらに、空間Ｓ４に流れ込んだ高温ガスにおいては、空間Ｓ３に流れ込んだ場合と同様に、流れる方向がＸ方向からＺ方向に切り替えられる。また、空間Ｓ４においても、流れ込んだ高温ガスの一部においては、流れる方向がＺ方向からＹ方向に切り替えられ、Ｙ方向に分散され易くなっている。さらに、Ｚ方向に流れた高温ガスにおいては、流れる方向がＺ方向からＸ方向に切り替えられる。そして、高温ガスは、仕切り壁部１１４に形成された開口部１１４ｄ、１１４ｃを通過して圧力吸収タンク１１０外に放出される。
【００５２】
開口部１１４ｃ（１１４ｄ）による高温ガスの放出方向には、整流面１１４ｇが対峙して設けられている。開口部１１４ｃ（１１４ｄ）から放出された高温ガスは、整流面１１４ｇにより整流され、Ｚ方向に導かれる。これにより、例えば、メンテナンスエリア等の作業者が作業するエリア以外の方向に向けて高温ガスを放出することができる。この結果、高温ガスを配電盤ユニット１外に安全に放出することができる。なお、ここでは、整流面１１４ｇが高温ガスを上方側に整流する場合について説明しているが、その他の方向に整流してもよい。
【００５３】
また、圧力吸収タンク１１０においては、圧力吸収室Ｓが複数（本実施の形態では４つ）の空間Ｓ１〜Ｓ４に区画されている。より具体的には、空間Ｓ１〜Ｓ４がＺ方向に重なるように配置されている。空間Ｓ１に放出された高温ガスは、上流側の空間（例えば、空間Ｓ１）から下流側の空間（例えば、空間Ｓ２）に流出する過程で更に分散し易くなっている。これにより、圧力吸収タンク１１０内におけるＺ方向の空間を有効に活用しながら高温ガスの流速を効果的に低下させることができる。
【００５４】
特に、空間Ｓ１〜Ｓ４は、放圧口１０８からの距離に応じてその容積が小さくなるように構成されている。これにより、圧力吸収タンク１１０内の限られた空間を有効に活用しながら、複数の空間Ｓ１〜Ｓ４を介して高温ガスの流速を低下させることができる。なお、放圧口１０８に最も近い空間Ｓ１に最も大きな容積を割り当てていることから、最初に高温ガスが放出される空間の容積が小さいことに起因して、配電盤１００から放出される高温ガスを導入できない事態を回避することができる。
【００５５】
以上説明したように、本実施の形態に係る配電盤１００の圧力吸収タンク構造においては、圧力吸収タンク１１０内の圧力吸収室Ｓが、高温ガスの放出方向（Ｚ方向）と交差するＹ方向に配電盤１００よりも長い寸法を有すると共に、圧力吸収室Ｓに放出された高温ガスを、開口部１１１ｃ、１１１ｄを介してＸ方向に流出させている。したがって、圧力吸収室Ｓに放出された高温ガスを、圧力吸収室Ｓ内で高温ガスの放出方向（Ｚ方向）と異なるＹ方向に分散する一方、高温ガスの放出方向（Ｚ方向）及び高温ガスの分散方向（Ｙ方向）と異なるＸ方向に流出させることができる。これにより、圧力吸収室Ｓ内に放出された高温ガスが直線的に流出するのを回避でき、圧力吸収タンク１１０内の空間を有効に活用しながら高温ガスの流速を十分に低下させることができる。この結果、配電盤１００内の圧力上昇に伴い発生する高温ガスを外部（例えば、電気室２内）に安全に放出することができる。
【００５６】
特に、本実施の形態に係る配電盤１００の圧力吸収タンク構造においては、圧力吸収タンク１１０を、Ｙ方向に沿って配列された複数の配電盤１００に共通に利用している。このため、圧力吸収室ＳのＹ方向の寸法を確保し易くでき、特定の配電盤１００から高温ガスが放出された場合でも、高温ガスを効果的にＹ方向に分散することができる。これにより、高温ガスの流速を効果的に低下させることができ、配電盤１００外に安全に高温ガスを放出することができる。また、圧力吸収タンク１１０を複数の配電盤１００に共通に利用できるので、それぞれ個別に圧力吸収タンク１１０を用意する場合と比べて配電盤ユニット１全体の構造を簡素化することができる。
【００５７】
ここで、本実施の形態に係る圧力吸収タンク構造が適用される配電盤ユニット１が設置された電気室２内の温度分布について説明する。図７は、本実施の形態に係る圧力吸収タンク構造が適用される配電盤ユニット１が設置された電気室２内の温度分布の説明図である。図７Ａは、本実施の形態に係る圧力吸収タンク構造が適用される配電盤ユニット１が設置された電気室２内の温度分布を示している。図７Ｂは、本実施の形態に係る圧力吸収タンク１１０を備えない配電盤ユニット１が設置された電気室２内の温度分布を示している。なお、図７においては、特定の配電盤１００にてアーク事故が発生した場合について示している。また、図７において、配電盤１００内の温度分布については省略している。
【００５８】
図７Ａに示すように、配電盤ユニット１において、圧力吸収タンク１１０内の温度は、３０００℃を上回る温度まで上昇する。しかしながら、圧力吸収タンク１１０内で上述したように高温ガスの流速が低下されることで、圧力吸収タンク１１０から放出される高温ガスの流速は極度に遅くなっている。このため、圧力吸収タンク１１０外に放出されると、高温ガスは、周囲のガスと混ざりながら急激に温度が低下していく。例えば、圧力吸収タンク１１０の上方領域の温度は、１００℃以下の温度まで低下する。これにより、圧力吸収タンク１１０の上方領域の温度は、その他の電気室２内の温度と略同一の温度となっている。この結果、電気室２内のメンテナンスエリアでの作業に支障を来すことはない。
【００５９】
一方、圧力吸収タンク１１０を備えない場合には、図７Ｂに示すように、放圧口１０８（図７Ｂに不図示）から非常に速い速度で高温ガスが放出される。放圧口１０８近辺の温度は、３０００℃以上の温度となっている。放出された高温ガスは、周囲のガスと混ざりながら徐々に温度が低下するものの、電気室２内のメンテナンスエリアでの作業が可能となるほど十分に低下されない。例えば、配電盤１００の近傍の位置（図７Ｂに示す配電盤１００の左方側／右方側の位置）の温度は、１５０℃〜５００℃程度を維持している。この結果、特別な装備を用意することなく電気室２内のメンテナンスエリアで作業することは困難である。
【００６０】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、さまざまに変更して実施能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更が可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施可能である。
【００６１】
例えば、上記実施の形態においては、圧力吸収タンク１１０内の圧力吸収室Ｓで高温ガスの流速を低下させることで、配電盤１００が設置される電気室２等に高温ガスを安全に放出させている。しかしながら、本発明に係る配電盤１００の圧力吸収タンク構造については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。例えば、放圧口１０８から放出された高温ガスの温度の低下を促進することを目的として、圧力吸収タンク１１０内に特別な構成部材を設けるようにしてもよい。
【００６２】
図８は、本実施の形態の変形例に係る配電盤ユニット１が有する圧力吸収タンク１１０の断面模式図である。図８において、上記実施の形態と共通の機能を有する構成部材については、同一の符号を付与し、その説明を省略する。
【００６３】
図８に示す圧力吸収タンク１１０においては、圧力吸収室Ｓ内に拡散用部材１１５が設けられる点で、上記実施の形態に係る圧力吸収タンク１１０と相違する。拡散用部材１１５は、放圧口１０８の近傍に配置されている。より具体的には、拡散用部材１１５は、放圧口１０８の上方に配置されている。拡散用部材１１５は、放圧口１０８から放出された高温ガスを空間Ｓ１内で拡散させる役割を果たす。
【００６４】
例えば、拡散用部材１１５は、放圧口１０８側（下方側）に頂点部を配置した円錐形状を有する。しかしながら、拡散用部材１１５の形状については、円錐形状に限定されるものでなく適宜変更が可能である。拡散用部材１１５の形状は、放圧口１０８から放出された高温ガスを空間Ｓ１内で拡散させることを前提として任意の形状を採用することができる。例えば、放圧口１０８側に頂点部を配置したＶ字形状や、四角形状であってもよい。また、拡散用部材１１５の位置や数についても適宜変更が可能である。拡散用部材１１５は、空間Ｓ１内に複数配置されていてもよく、他の空間Ｓ２〜Ｓ４における高温ガスの流路上に配置されていてもよい。
【００６５】
拡散用部材１１５をアブレーション材料でコーティングすることや、拡散用部材１１５自体をアブレーション材料で形成することは実施の形態として好ましい。ここで、アブレーションとは、固定物質の加熱により溶融気化、昇華又は熱分解のうち、少なくとも１つのプロセスによる急激なガス発生現象をいう。アブレーション材料から発生するアブレーションガスには、冷却作用がある。このように拡散用部材１１５に対してアブレーション部材をコーティング処理することにより、放圧口１０８から放出された高温ガスの温度を低下させることができる。
【００６６】
なお、アブレーション材料としては、ポリマーからなる樹脂を用いることが好ましく、以下の材料を用いることができる。例えば、アブレーション材料として、ポリエチレン、ポリプロピレン等の直鎖構造樹脂を用いる場合には、拡散用部材１１５が比較的低温で熱分解することができる。このため、放出初期の少量の高温ガスの段階であっても、アブレーションガスを得ることができる。
【００６７】
また、アブレーション材料として、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン等の、炭素と水素から構成されるポリマーを用いる場合には、アブレーションガスとして、熱拡散性に優れた水素ガス又は炭化水素ガスを発生させることができる。このため、効率的に放圧口１０８から放出された高温ガスを冷却することができる。さらに、アブレーション材料として、ポリメチルペンテン、ポリテトラフルオロエチレン等の耐熱性樹脂を適用することもできる。この場合には、拡散用部材１１５に高温ガスが吹き付けられる場合であっても、拡散用部材１１５の熱変形を抑制することができる。
【００６８】
また、上記実施の形態においては、例えば、図１に示すＹ方向に配列された複数の配電盤１００の上方側に単一の圧力吸収タンク１１０が共通タンクとして配置される場合について説明している。しかしながら、本発明に係る配電盤１００の圧力吸収タンク構造は、この態様に限定されるものでなく、単一の配電盤１００にも適用することができる。この場合、圧力吸収タンク１１０内の圧力吸収室ＳのＹ方向の寸法は、配電盤１１０のＹ方向の寸法よりも長く構成すればよい。このように圧力吸収室Ｓの寸法を確保することにより、放圧口１０８から放出された高温ガスをＹ方向に分散することができ、その流速を低下させることができる。
【００６９】
さらに、上記実施の形態においては、圧力吸収室Ｓが４つの空間Ｓ１〜Ｓ４で構成される場合について説明している。しかしながら、圧力吸収室Ｓの構成については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。例えば、圧力吸収室Ｓを単一の空間で構成したり、２〜３つの空間や５つ以上の空間で構成してもよい。このように変更する場合であっても、上記実施の形態と同様に、放圧口１０８から放出される高温ガスの流速を低下させることができる。
【００７０】
さらに、上記実施の形態においては、圧力吸収室Ｓが容積の異なる複数の空間Ｓ１〜Ｓ４で構成される場合について説明している。しかしながら、圧力吸収室Ｓの構成については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。例えば、圧力吸収室Ｓを容積の等しい空間Ｓ１〜Ｓ４で構成してもよい。このように変更する場合であっても、上記実施の形態と同様に、上流側の空間から下流側の空間に流出する過程で高温ガスを更に分散することができ、高温ガスの流速を低下させることができる。
【００７１】
さらに、上記実施の形態においては、仕切り壁部１１１に形成された開口部１１１ｃ、１１１ｄの近傍に高温ガスの流出量を調整（低減）する調整部として屈曲片１１１ｅ、１１１ｆを有する場合について説明している。しかしながら、調整部の構成については、開口部１１１ｃ、１１１ｄを通過する高温ガスの流出量を低減することを前提として任意の構成を採用することができる。例えば、仕切り壁部１１１の上壁部１１１ｂの両端に、下壁部１１１ａに接近する傾斜部を設け、この傾斜部で調整部を構成してもよい。このように変更する場合であっても、上記実施の形態と同様に、開口部１１１ｃ、１１１ｄの近傍で高温ガスを一時的に滞留させることができ、高温ガスの流速を低下させることができる。仕切り壁部１１２〜１１４における開口部についても同様である。
【００７２】
さらに、上記実施の形態においては、開口部（例えば、１１１ｃ、１１１ｄと、１１２ｃ、１１２ｄ）を通過する高温ガスの流出方向が、隣り合う空間（例えば、空間Ｓ１と空間Ｓ２）において反対方向となる場合について説明している。しかしながら、隣り合う空間における開口部を通過する高温ガスの流出方向の構成については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。例えば、隣り合う空間における開口部を通過する高温ガスの流出方向を同一方向としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明の配電盤の圧力吸収タンク構造によれば、配電盤内の圧力上昇に伴い発生する高温ガスを外部に安全に放出することができるという効果を奏し、特に、石油プラント等の防爆エリアの電気室等に設置される配電盤に好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００７４】
１  配電盤ユニット
２  電気室
１００  配電盤
１０１  筐体
１０５  主母線室
１０６  放圧機構
１０７  放圧板
１０８  放圧口
１１０  圧力吸収タンク
１１１〜１１４  仕切り壁部
１１１ａ、１１２ａ、１１３ａ、１１４ａ  下壁部
１１１ｂ、１１２ｂ、１１３ｂ、１１４ｂ  上壁部
１１１ｃ、１１２ｃ、１１３ｃ、１１４ｃ  開口部
１１１ｄ、１１２ｄ、１１３ｄ、１１４ｄ  開口部
１１１ｅ、１１１ｆ  屈曲片
１１４ｇ  整流面
Ｓ  圧力吸収室
Ｓ１〜Ｓ４  空間
【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】
0006641822.tif 000006
【図６】
0006641822.tif 000007
【図７】
0006641822.tif 000008
【図８】
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