(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱体と筐体とを備える自冷式の電源装置であって、
前記筐体は、
前記発熱体を収容する収容室と、
前記収容室の外側で、前記収容室の熱伝導性を有する収容室壁部に隣接して設けられる冷却空気通路とを含み、
前記冷却空気通路は、前記冷却空気通路の一端に位置する第１の開口部と、前記冷却空気通路の他端に位置し且つ前記第１の開口部よりも上方に位置する第２の開口部とを有し、
前記第１の開口部は、前記筐体の底壁を貫通して形成された開口であり、前記第２の開口部は、前記筐体の側壁を貫通して形成された開口であり、
前記電源装置は、
前記発熱体としての第１の発熱体と、前記冷却空気通路内に設けられる第２の発熱体とを備え、
前記筐体は、前記冷却空気通路としての第１の冷却空気通路と、前記収容室の外側で前記収容室壁部に隣接して設けられる第２の冷却空気通路とを含み、
前記第２の冷却空気通路は、前記第２の冷却空気通路の一端に位置し且つ前記筐体の底部で開口する第３の開口部と、前記第２の冷却空気通路の他端に位置し且つ前記筐体の側部で開口する第４の開口部とを有する
電源装置。
【請求項２】
前記第２の冷却空気通路内に、第３の発熱体が設けられる
請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
発熱体と筐体とを備える自冷式の電源装置であって、
前記筐体は、
前記発熱体を収容する収容室と、
前記収容室の外側で、前記収容室の熱伝導性を有する収容室壁部に隣接して設けられる冷却空気通路とを含み、
前記冷却空気通路は、前記冷却空気通路の一端に位置する第１の開口部と、前記冷却空気通路の他端に位置し且つ前記第１の開口部よりも上方に位置する第２の開口部とを有し、
前記第１の開口部は、前記筐体の底壁を貫通して形成された開口であり、前記第２の開口部は、前記筐体の側壁を貫通して形成された開口であり、
前記電源装置は、
前記発熱体としての第１の発熱体と、前記冷却空気通路内に設けられる第２の発熱体とを備え、
前記筐体は、前記収容室壁部を兼ねる隔壁を含み、
前記隔壁は、前記筐体の正面側に位置する前記収容室としての第１の収容室と、前記筐体の背面側に位置し且つ前記冷却空気通路を含む第２の収容室とに、前記筐体内を区画し、
前記第２の収容室は、前記冷却空気通路から隔離され且つ前記隔壁の連通孔を介して前記第１の収容室と連通する中間室を含み、
前記第１の発熱体と前記第２の発熱体とは、前記連通孔及び前記中間室を経由して前記第１の収容室から前記冷却空気通路にまで延在する電線によって、電気的に接続される
電源装置。
【請求項４】
前記発熱体は、前記収容室壁部に隣接して設けられる
請求項１〜３のいずれか一項に記載の電源装置。
【請求項５】
前記収容室壁部は、前記発熱体が設けられる位置に、前記収容室壁部から前記冷却空気通路内に向かって突出するフィンを含み、
前記フィンは、前記冷却空気通路に沿って延在する
請求項４に記載の電源装置。
【請求項６】
複数の前記フィンが、設けられ、
前記複数のフィンは、前記冷却空気通路と交差する方向に並んで配置される
請求項５に記載の電源装置。
【請求項７】
前記冷却空気通路は、前記第１の開口部から上方に向かって延在した後、前記第２の開口部に向かって延在する線形を有する
請求項１〜６のいずれか一項に記載の電源装置。
【請求項８】
前記冷却空気通路は、前記第２の開口部の近傍で側方に向かって延在する
請求項７に記載の電源装置。
【請求項９】
前記第２の開口部側の前記冷却空気通路の流路断面積は、前記第１の開口部側の前記冷却空気通路の流路断面積よりも小さい
請求項１〜８のいずれか一項に記載の電源装置。
【請求項１０】
前記第２の発熱体は、前記冷却空気通路における前記筐体の底部側に配置される
請求項１〜９のいずれか一項に記載の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自冷式の電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池、燃料電池等で発電した直流電力を、家庭などの環境で利用できるように交流電力に変換して供給するパワーコンディショナ等の電源装置がある。パワーコンディショナは、変換した電力を商用電力系統に売電することもできる。パワーコンディショナにおいて、直流電力を交流電力に変換する変換素子は、発熱するが耐熱性が高くないため、冷却される必要がある。
【０００３】
例えば、特許文献１には、ファンによって変換素子であるインバータが冷却される電力変換装置、つまり電源装置が、記載されている。ファンは、電力変換装置のケースの最上部にあるファン収容部に収容されている。さらに、ファン収容部の下側に、インバータの半導体スイッチング素子が、格納されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５４６３７０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載される電力変換装置が、塩害の可能性のある環境下に配置される場合、周囲の空気である外気を送風するファンは、外気により塩害を受ける可能性がある。さらに、冷却媒体として周囲の外気が供給されるインバータも、塩害を受ける可能性がある。よって、ファン及びインバータの耐久性が低くなるという問題が生じる。
【０００６】
本発明は、上述のような問題を解決するためになされたものであり、送風ファンを用いることなく、インバータつまり発熱体を周囲空気から遮りつつ冷却する自冷式の電力変換装置つまり電源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、本発明に係る電源装置は、発熱体と筐体とを備える自冷式の電源装置であって、筐体は、発熱体を収容する収容室と、収容室の外側で、収容室の熱伝導性を有する収容室壁部に隣接して設けられる冷却空気通路とを含み、冷却空気通路は、冷却空気通路の一端に位置する第１の開口部と、冷却空気通路の他端に位置し且つ第１の開口部よりも上方に位置する第２の開口部とを有する。
【０００８】
上述の構成において、発熱体が発熱し収容室内部を昇温させると、収容室から収容室壁部を介して伝達する熱が、冷却空気通路内の空気を昇温する。これにより、冷却空気通路内では、下方から上方に向かう空気の対流が発生する。よって、冷却空気通路では、筐体外部の新鮮な空気が、第１の開口部から吸入され、冷却空気通路内を通過して第２の開口部から外部に排出されるという空気の流れが、形成される。冷却空気通路内に流入した筐体外部の新鮮で低い温度の空気は、収容室壁部と熱交換して効果的に吸熱し、それにより、収容室内の熱が効果的に吸熱される。よって、電源装置の発熱体は、自冷式で効果的に冷却される。
【０００９】
発熱体は、収容室壁部に隣接して設けられてもよい。上述の構成において、発熱体の熱が直接的に収容室壁部に伝達するため、発熱体からの吸熱効率が向上する。
【００１０】
収容室壁部は、発熱体が設けられる位置に、収容室壁部から冷却空気通路内に向かって突出するフィンを含み、フィンは、冷却空気通路に沿って延在してもよい。上述の構成において、フィンを含む収容室壁部は、冷却空気通路内の空気との接触面積を増加させるため、空気によって効果的に吸熱される。さらに、冷却空気通路に沿って延在するフィンは、冷却空気通路内の対流を妨げるような対流への悪影響を抑える。
【００１１】
複数のフィンが、設けられ、複数のフィンは、冷却空気通路と交差する方向に並んで配置されてもよい。上述の構成において、複数のフィンによって、冷却空気通路は、冷却空気通路に沿った複数の通路に分割されるように延在する。そして、フィンの部分での冷却空気通路の流路断面積は、フィンよりも上流側の冷却空気通路の流路断面積よりも小さくなる。これにより、フィンの部分での冷却空気通路内の空気の流速が増加するため、フィン及び収容室壁部と空気との熱交換効率が向上する。さらに、複数のフィンが設けられることによって、冷却空気通路内の空気との熱交換面積を増加させることができる。
【００１２】
冷却空気通路は、第１の開口部から上方に向かって延在した後、第２の開口部に向かって延在する線形を有してもよい。上述のような線形を有する冷却空気通路は、上方に向かう空気の対流を妨げるのを抑える。
【００１３】
冷却空気通路は、第２の開口部の近傍で側方に向かって延在してもよい。上述の構成において、第２の開口部から冷却空気通路内に雨水などの異物が侵入した場合、異物は、冷却空気通路の側方に向かって延在する部分で留まり、冷却空気通路内の奥深くに侵入するのが抑えられる。
【００１４】
第２の開口部側の冷却空気通路の流路断面積は、第１の開口部側の冷却空気通路の流路断面積よりも小さくてもよい。上述の構成において、第２の開口部近傍での空気の流速が高くなるため、第２の開口部から排出された空気が、第２の開口部から冷却空気通路内に逆流すること及び第１の開口部から冷却空気通路内に再び流入することが、抑えられる。
【００１５】
第１の開口部は、筐体の底部で開口し、第２の開口部は、筐体の側部で開口してもよい。上述の構成において、第１の開口部及び第２の開口部から冷却空気通路内に降雨が侵入するのを抑えることができる。冷却空気通路内に対流が発生した際に吸入口となる第１の開口部が筐体の底部で開口していることによって、筐体上又は筐体の周囲の異物が第１の開口部から冷却空気通路内に吸い込まれるのが抑えられる。
【００１６】
電源装置は、上記発熱体としての第１の発熱体と、冷却空気通路内に設けられる第２の発熱体とを備えてもよい。上述の構成において、外気に晒すのに不適な第１の発熱体を収容室内に配置して外気から保護し、外気に晒されても構わない第２の発熱体を冷却空気通路内に配置することができる。そして、第１の発熱体及び第２の発熱体はいずれも、冷却されることができる。さらに、第２の発熱体は、冷却空気通路内の空気によって、直接的に効果的に冷却される。
【００１７】
第２の発熱体は、冷却空気通路における筐体の底部側に配置されてもよい。上述の構成において、第２の発熱体が重量を有する場合、筐体を安定して配置することができる。
【００１８】
筐体は、上記冷却空気通路としての第１の冷却空気通路と、収容室の外側で収容室壁部に隣接して設けられる第２の冷却空気通路とを含み、第２の冷却空気通路は、第２の冷却空気通路の一端に位置し且つ筐体の底部で開口する第１の開口部と、第２の冷却空気通路の他端に位置し且つ筐体の側部で開口する第２の開口部とを有してもよい。上述の構成において、第２の冷却空気通路内を流れる空気によって、収容室壁部の熱が吸熱され、それにより、収容室内の熱が吸熱される。よって、収容室内の熱は、２つの冷却空気通路内を流れる空気によって効果的に吸熱される。
【００１９】
第２の冷却空気通路内に、第３の発熱体が設けられてもよい。上述の構成において、複数の発熱体に対して複数の冷却空気通路を設けることによって、冷却空気通路内の発熱体に、より多くの筐体外部の新鮮な空気と熱交換させることができる。これにより、冷却空気通路内の発熱体の冷却効率が向上する。
【００２０】
筐体は、収容室壁部を兼ねる隔壁を含み、隔壁は、筐体の正面側に位置する上記収容室としての第１の収容室と、筐体の背面側に位置し且つ冷却空気通路を含む第２の収容室とに、筐体内を区画し、第２の収容室は、冷却空気通路から隔離され且つ隔壁の連通孔を介して第１の収容室と連通する中間室を含み、第１の発熱体と第２の発熱体とは、連通孔及び中間室を経由して第１の収容室から冷却空気通路にまで延在する電線によって、電気的に接続されてもよい。上述の構成において、連通孔と冷却空気通路との間に中間室があるため、冷却空気通路内の外気などの空気が、電線の通過部分を介して、第１の収容室内に侵入するのが抑制される。
【発明の効果】
【００２１】
本発明における電源装置によれば、送風ファンを用いることなく、自冷式で、発熱体を周囲空気から遮りつつ冷却することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態に係るパワーコンディショナの設置例を示す図である。
【図２】実施の形態に係るパワーコンディショナの外観を模式的に示す斜視図である。
【図３】図２のパワーコンディショナを斜め下方からみた斜視図である。
【図４】図２のパワーコンディショナの筐体を分解した分解図である。
【図５】図４の主筐体を背面側からみた斜視図である。
【図６】図４の主筐体を正面側からみた正面図であるが、主制御回路基板を除いた図である。
【図７】図４の主筐体のみを示す斜視図である。
【図８】図５の主筐体を正面からみた主筐体の背面図である。
【図９】図５の主筐体のみを示す斜視図である。
【図１０】図７の主筐体の上部付近を拡大して異なる方向からみた斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態に係る電源装置について説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００２４】
また、添付の図面における各図は、模式的な図であり、必ずしも厳密に図示されたものでない。さらに、各図において、同一又は同様な構成要素については同じ符号を付している。また、以下の実施の形態の説明において、略平行、略直交のような「略」を伴った表現が、用いられる場合がある。例えば、略平行とは、完全に平行であることを意味するだけでなく、実質的に平行である、すなわち、例えば数％程度の差異を含むことも意味する。他の「略」を伴った表現についても同様である。
【００２５】
［実施の形態］
実施の形態に係る電源装置を説明する。なお、以下の実施の形態では、電源装置の一例としてのパワーコンディショナ１００について、説明する。図１を参照すると、本実施の形態に係るパワーコンディショナ１００は、屋外に配置され、設置対象物の一例である家屋Ａの外壁等に取り付けられる。なお、図１は、実施の形態に係るパワーコンディショナ１００の設置例を示す図である。上述のようなパワーコンディショナ１００は、常に外気に晒され、太陽光、風雨を受ける。パワーコンディショナ１００が沿岸地域に設置される場合、外気、風雨に塩分が含まれ得る。パワーコンディショナ１００は、家屋Ａ又はその周辺に設けられた太陽電池パネルＢに電気的に接続される。さらに、パワーコンディショナ１００は、商用電力系統Ｃに電気的に接続される。そして、パワーコンディショナ１００は、太陽電池パネルＢで発電した直流電力を交流電力に変換し、家屋Ａ内又はその周辺の負荷Ｄに供給するように構成されている。また、パワーコンディショナ１００は、変換後の交流電力を商用電力系統Ｃに売電のために供給することもできる。なお、図１に示すパワーコンディショナ１００の態様は、単なる例示に過ぎない。パワーコンディショナ１００の態様は、図１の態様に限定されるものでなく、独立電源、蓄電池付き電源、系統安定化電源等の様々な態様をとり得る。
【００２６】
次いで、図２〜図４を参照する。図２は、実施の形態に係るパワーコンディショナ１００の外観を模式的に示す斜視図である。図３は、図２のパワーコンディショナ１００を斜め下方からみた斜視図である。図４は、図２のパワーコンディショナ１００の筐体１０を分解した分解図である。
【００２７】
パワーコンディショナ１００は、略直方体形状をした筐体１０を備えている。筐体１０は、縁付きの矩形蓋状をした正面カバー１１と、直方体状の外形をした主筐体１２と、矩形板状の背面取付板１３とによって、構成されている。なお、パワーコンディショナ１００の筐体１０の形状は、略直方体形状に限定されるものでなく、円柱、楕円柱、多角柱等の柱状形状であってもよく、球体、楕円球等のその他の形状であってもよい。
【００２８】
主筐体１２は、矩形筒の内部が、筒の中間で筒の軸心に垂直な隔壁によって、２つの収容室１４及び１５に区画された構成を有している。主筐体１２は、矩形筒状の第一枠部１２ａと、第一枠部１２ａと同軸上に且つ隣接して位置する矩形筒状の第二枠部１２ｂと、第一枠部１２ａ及び第二枠部１２ｂの間に延在してこれらを仕切る隔壁１２ｃとを含む。矩形筒状の第二枠部１２ｂは、その軸心に垂直な方向で、第一枠部１２ａよりも大きい外形を有している。つまり、第二枠部１２ｂの輪郭内に第一枠部１２ａの輪郭が収まる。隔壁１２ｃは、第一枠部１２ａ及び第二枠部１２ｂの軸心に垂直に延在する。よって、主筐体１２において、第一枠部１２ａと隔壁１２ｃとによって囲まれる直方体状の第一収容室１４が、形成され、第二枠部１２ｂと隔壁１２ｃとによって囲まれる直方体状の第二収容室１５が、形成される。第一収容室１４及び第二収容室１５はそれぞれ、第一枠部１２ａ及び第二枠部１２ｂの軸心方向の端部で互いに反対方向に向かって開放している。ここで、隔壁１２ｃは、収容室壁部の一例であり、第一収容室１４は、収容室及び第１の収容室の一例であり、第二収容室１５は、第２の収容室の一例である。
【００２９】
第一枠部１２ａ、第二枠部１２ｂ及び隔壁１２ｃは、熱伝導性を有する同一の材料で一体に成形される。例えば、第一枠部１２ａ、第二枠部１２ｂ及び隔壁１２ｃは、アルミニウム又はアルミニウム合金を材料とした金型鋳造で作製される、つまり、アルミダイキャスト製としてよい。これにより、主筐体１２の全体が、熱伝導性を有することになる。さらに、アルミニウム又はアルミニウム合金製の主筐体１２は、耐食性も有する。
【００３０】
図３〜図５を合わせて参照すると、第一枠部１２ａにおいて、パワーコンディショナ１００が取付対象物に取り付けられたときに底部となる底壁１２ａａには、電線を通すことができる矩形穴状の開口部１２ａ１が、底壁１２ａａを貫通して形成されている。なお、図５は、図４の主筐体１２を背面側からみた斜視図である。
【００３１】
第二枠部１２ｂにおいて、パワーコンディショナ１００が取付対象物に取り付けられたときに底部に位置する底壁１２ｂａには、矩形穴状の第一底壁開口部１２ｄａ及び第二底壁開口部１２ｄｂが、底壁１２ｂａを貫通して形成されている。第一底壁開口部１２ｄａ及び第二底壁開口部１２ｄｂは、細長い矩形状の底壁１２ｂａの長手方向、つまり、第二枠部１２ｂの軸心と略垂直な方向に沿って、並ぶ。第一底壁開口部１２ｄａ及び第二底壁開口部１２ｄｂはそれぞれ、異物の侵入を防ぐための例えば網状の底部フィルタ部材１６ａ及び１６ｂによって覆われている。底部フィルタ部材１６ａ及び１６ｂはそれぞれ、底壁１２ｂａの外表面上に取り付け及び固定される。このため、底部フィルタ部材１６ａ及び１６ｂは、筐体１０の外側から交換可能である。ここで、底壁１２ｂａは、筐体の底部の一例であり、第一底壁開口部１２ｄａは、第１の冷却空気通路の第１の開口部の一例であり、第二底壁開口部１２ｄｂは、第２の冷却空気通路の第１の開口部の一例である。
【００３２】
第二枠部１２ｂにおいて、パワーコンディショナ１００が取付対象物に取り付けられたときに側部に位置する側壁１２ｂｂ及び１２ｂｃにはそれぞれ、矩形穴状の第一側壁開口部１２ｅａ及び第二側壁開口部１２ｅｂが、側壁１２ｂｂ及び１２ｂｃを貫通して形成されている。第一側壁開口部１２ｅａ及び第二側壁開口部１２ｅｂはそれぞれ、側壁１２ｂｂ及び１２ｂｃ上において、パワーコンディショナ１００が取付対象物に取り付けられたときに第二枠部１２ｂの頂部となる頂壁１２ｂｄ側に偏って位置する。なお、本実施の形態では、パワーコンディショナ１００は、頂壁１２ｂｄを上方とし、底壁１２ｂａを下方として設置される。互いに同様の形状及び寸法を有する第一側壁開口部１２ｅａ及び第二側壁開口部１２ｅｂは、互いに同様の形状及び寸法を有する第一底壁開口部１２ｄａ及び第二底壁開口部１２ｄｂよりも、小さい開口面積を有する。ここで、側壁１２ｂｂ及び１２ｂｃは、筐体の側部の一例であり、第一側壁開口部１２ｅａは、第１の冷却空気通路の第２の開口部の一例であり、第二側壁開口部１２ｅｂは、第２の冷却空気通路の第２の開口部の一例である。
【００３３】
第一側壁開口部１２ｅａ及び第二側壁開口部１２ｅｂはそれぞれ、異物の侵入を防ぐための例えば網状の側部フィルタ部材１７ａ及び１７ｂによって覆われている。側部フィルタ部材１７ａ及び１７ｂはそれぞれ、側壁１２ｂｂ及び１２ｂｃの外表面上に取り付け及び固定される。このため、側部フィルタ部材１７ａ及び１７ｂは、筐体１０の外側から交換可能である。
【００３４】
正面カバー１１は、外側から主筐体１２の第一枠部１２ａを覆うように、第一枠部１２ａの開口端側から第一枠部１２ａに組み付けられると共に主筐体１２に固定され、第一枠部１２ａの開口端を閉鎖する。正面カバー１１は、矩形状の正面パネル１１ａと、正面パネル１１ａの外縁から延びる矩形筒状の縁部１１ｂとを一体成形により含む。正面パネル１１ａは、第一枠部１２ａの開口端に対面し、縁部１１ｂは、第一枠部１２ａの外周を覆う。第一枠部１２ａ及び第二枠部１２ｂの軸心と垂直な方向において、正面パネル１１ａ及び縁部１１ｂの外形は、第二枠部１２ｂの外形よりも小さい。具体的には、正面パネル１１ａ及び縁部１１ｂの輪郭は、第二枠部１２ｂの輪郭内に収まる。これにより、正面カバー１１上の降雨による雨水等が第二枠部１２ｂ上に流れるのが抑えられる。また、正面パネル１１ａと第一枠部１２ａの開口端との間には、これらの間を気密に封止する矩形枠状のシール材１８が、設けられる。
【００３５】
正面カバー１１の縁部１１ｂにおいて、パワーコンディショナ１００が取付対象物に取り付けられたときに底部となる部位には、電線を通すことができる矩形の切欠部１１ｃが形成されている。切欠部１１ｃは、第一枠部１２ａの開口部１２ａ１と略整合するように配置されている。なお、第一枠部１２ａの開口部１２ａ１は、パテ等のシール材１９によって塞がれる。シール材１９は、開口部１２ａ１の周縁と開口部１２ａ１を通る図示しない電線との間を気密に封止する。これにより、正面カバー１１が取り付けられた第一枠部１２ａの内部の第一収容室１４は、略密閉される。
【００３６】
また、正面パネル１１ａには、操作窓１１ｄが設けられている。操作窓１１ｄを介して、パワーコンディショナ１００の状態を示す表示部の確認、パワーコンディショナ１００の操作等が可能であるように構成されている。
【００３７】
背面取付板１３は、矩形板状の取付板本体１３ａと、取付板本体１３ａの４つの角部の近傍から延びる４つの取付脚１３ｂとを一体成形により含む。背面取付板１３は、熱伝導性及び耐食性を有する金属から作製され得る。取付板本体１３ａは、主筐体１２の第二枠部１２ｂの開口端に組み付けられて主筐体１２に固定され、それにより、第二枠部１２ｂの開口端を閉鎖する、つまり第二収容室１５を閉鎖する。取付脚１３ｂは、取付脚１３ｂに形成された貫通孔を通るボルト等によって、パワーコンディショナ１００の取付対象物に留め付けられる。これによって、パワーコンディショナ１００が、取付対象物に取り付けられる。
【００３８】
図４及び図６を合わせて参照すると、主筐体１２の第一収容室１４内では、端子台２１と、端子台２１の端子に電気的に接続された直流用ブレーカ２２及び交流用ブレーカ２３とが、隔壁１２ｃ上に設置されている。なお、図６は、図４の主筐体１２を正面側からみた正面図であるが、主制御回路基板２７を除いた図である。端子台２１の端子は、図１に示す太陽電池パネルＢ、商用電力系統Ｃ及び負荷Ｄに接続された電線がそれぞれ接続されるように構成されている。
【００３９】
さらに、第一収容室１４内において、隔壁１２ｃ上には、整流器、ノイズフィルタ等を含み直流電力を制御する直流用回路基板２４と、ノイズフィルタ等を含み交流電力を制御する交流用回路基板２５と、変換素子２６とが、設置されている。変換素子２６は、半導体スイッチング素子等によって構成されており、直流電力を交流電力に変換する。変換素子２６は、電力の変換機能を果たす際に発熱するが、高い耐熱性を有していない。さらに、変換素子２６は、高い耐食性を有しておらず、塩害等により腐食し得る。変換素子２６は、隔壁１２ｃに接触して配置されている。ここで、変換素子２６は、発熱体及び第１の発熱体の一例である。
【００４０】
直流用回路基板２４及び交流用回路基板２５は、図５に示す第二枠部１２ｂの頂壁１２ｂｄに軸心方向で隣り合う第一枠部１２ａの頂壁１２ａｄの近傍に、横並びに配置されている。直流電流が流れる直流用回路基板２４と交流電流が流れる交流用回路基板２５とが、互いに異なる回路基板とされているため、互いから受ける熱、ノイズ等の影響が低減される。変換素子２６は、第一枠部１２ａの底壁１２ａａ側で直流用回路基板２４に隣り合って配置されている。変換素子２６は、底壁１２ａａと頂壁１２ａｄとの中間付近に位置している。直流用ブレーカ２２及び交流用ブレーカ２３は、底壁１２ａａ側で交流用回路基板２５に隣り合って配置されている。
【００４１】
さらにまた、第一収容室１４内において、図４に最もよくみられるように、直流用回路基板２４及び変換素子２６を覆うように、主制御回路基板２７が設けられている。主制御回路基板２７は、変換素子２６の制御を含むパワーコンディショナ１００の動作を制御するための回路基板である。主制御回路基板２７は、直流用回路基板２４及び変換素子２６よりも隔壁１２ｃから離れて配置されており、隔壁１２ｃから一体的に延びる図示しない固定用突出台に固定される。
【００４２】
また、図７を参照すると、主筐体１２の隔壁１２ｃにおける変換素子２６が取り付けられる領域では、隔壁１２ｃの表面が、フライス加工等の加工方法によって面状に削られ、滑らかな平坦な面とされている。この領域を第一平坦部１２ｃ１と呼ぶ。第一平坦部１２ｃ１では、表面の平面度が向上しているため、変換素子２６との接触面積を多くすることができる。なお、図７は、図４の主筐体１２のみを示す斜視図である。
【００４３】
図６及び図７に示すように、隔壁１２ｃにおいて、第二枠部１２ｂの側壁１２ｂｂに軸心方向で隣り合う第一枠部１２ａの側壁１２ａｂと変換素子２６との間となる位置に、２つの第一連通孔１２ｃａが、隔壁１２ｃを貫通して形成されている。さらに、第二枠部１２ｂの側壁１２ｂｃに軸心方向で隣り合う第一枠部１２ａの側壁１２ａｃと側壁１２ａｂとの中間位置付近の変換素子２６の近傍に、２つの第二連通孔１２ｃｂが、隔壁１２ｃを貫通して形成されている。連通孔１２ｃａ及び１２ｃｂはそれぞれ、第一収容室１４と第二収容室１５とを連通する。
【００４４】
さらに、連通孔１２ｃａ及び１２ｃｂのそれぞれには、膜付きのグロメット４１が取り付けられる。グロメット４１は、可撓性又は弾性を有する材料から作製されている。グロメット４１は、連通孔１２ｃａ又は１２ｃｂの周縁に嵌合する円環状の縁部と、縁部の内側の開口を塞ぐように延在する円板状の薄板部とを一体的に含む。連通孔１２ｃａ及び１２ｃｂそれぞれに取り付けられたグロメット４１は、連通孔１２ｃａ及び１２ｃｂを塞ぎ、気密に封止することができる。グロメット４１の薄板部に切り込みを入れることによって、この切り込み部分に電線などを通すことができる。このとき、可撓性又は弾性を有する薄板部が電線との間の間隙を塞ぐように電線にならって変形し、それにより、第一収容室１４は、略密閉される。
【００４５】
図５、図８及び図９を合わせて参照すると、主筐体１２の第二収容室１５内の構成が示されている。なお、図８は、図５の主筐体１２を正面からみた主筐体１２の背面図である。図９は、図５の主筐体１２のみを示す斜視図である。第二収容室１５側の隔壁１２ｃの表面には、第二枠部１２ｂの頂壁１２ｂｄから底壁１２ｂａに向かって互いに略平行に延在する複数の帯状のリブ１２ｆが、突出して形成されている。リブ１２ｆは、隔壁１２ｃと一体的に成形されている。リブ１２ｆは、隔壁１２ｃの剛性を向上させると共に、隔壁１２ｃと第二収容室１５内の空気との接触面積を増加させる。
【００４６】
第二収容室１５は、隔壁１２ｃから隔壁１２ｃと略垂直に一体的に延びる４つの仕切壁１２ｇａ、１２ｇｂ、１２ｇｃ及び１２ｇｄによって、複数の区画に分けられる。第一仕切壁１２ｇａは、第一側壁開口部１２ｅａの頂壁１２ｂｄ側の外縁から、第一底壁開口部１２ｄａの側壁１２ｂｃ側の外縁にまで屈曲を伴って延在する。第二仕切壁１２ｇｂは、第一側壁開口部１２ｅａの底壁１２ｂａ側の外縁から、第一底壁開口部１２ｄａの側壁１２ｂｂ側の外縁にまで屈曲を伴って延在する。第三仕切壁１２ｇｃは、第二側壁開口部１２ｅｂの頂壁１２ｂｄ側の外縁から、第二底壁開口部１２ｄｂの側壁１２ｂｂ側の外縁にまで屈曲を伴って延在する。第四仕切壁１２ｇｄは、第二側壁開口部１２ｅｂの底壁１２ｂａ側の外縁から、第二底壁開口部１２ｄｂの側壁１２ｂｃ側の外縁にまで屈曲を伴って延在する。
【００４７】
第一仕切壁１２ｇａ及び第二仕切壁１２ｇｂは、隔壁１２ｃ上で、これらの間に、第一底壁開口部１２ｄａから第一側壁開口部１２ｅａに至る第一冷却空気通路３１を区画形成する。第一底壁開口部１２ｄａの全体及び第一側壁開口部１２ｅａの全体がそれぞれ、第一冷却空気通路３１に連通する。第三仕切壁１２ｇｃ及び第四仕切壁１２ｇｄは、隔壁１２ｃ上で、これらの間に、第二底壁開口部１２ｄｂから第二側壁開口部１２ｅｂに至る第二冷却空気通路３２を区画形成する。第二底壁開口部１２ｄｂの全体及び第二側壁開口部１２ｅｂの全体がそれぞれ、第二冷却空気通路３２に連通する。ここで、第一冷却空気通路３１は、冷却空気通路及び第１の冷却空気通路の一例であり、第二冷却空気通路３２は、第２の冷却空気通路の一例である。
【００４８】
第二仕切壁１２ｇｂと側壁１２ｂｂの一部と底壁１２ｂａの一部とは、隔壁１２ｃ上で、これらの間に、第一中間室３３を区画形成する。第一中間室３３は、第一冷却空気通路３１と側壁１２ｂｂとの間に位置する。第一中間室３３は、第二仕切壁１２ｇｂ、側壁１２ｂｂ、底壁１２ｂａ、隔壁１２ｃ、及び図４に示す背面取付板１３の取付板本体１３ａによって形成される閉じられた空間である。２つの第一連通孔１２ｃａは、第一中間室３３内に位置する。第二仕切壁１２ｇｂにおける隔壁１２ｃから遠位の縁には、複数の切欠部１２ｇｂａが形成されている。切欠部１２ｇｂａに電線２８ａを通すことによって、電線２８ａを第一中間室３３から第一冷却空気通路３１にわたって延在させることができる。ここで、第一中間室３３は、中間室の一例である。
【００４９】
第一仕切壁１２ｇａと第三仕切壁１２ｇｃと頂壁１２ｂｄと側壁１２ｂｂの一部と側壁１２ｂｃの一部と底壁１２ｂａの一部とは、隔壁１２ｃ上で、これらの間に、第二中間室３４を区画形成する。第二中間室３４は、第一冷却空気通路３１と第二冷却空気通路３２との間に位置する。第二中間室３４は、第一仕切壁１２ｇａ、第三仕切壁１２ｇｃ、頂壁１２ｂｄ、側壁１２ｂｂ、側壁１２ｂｃ、底壁１２ｂａ、隔壁１２ｃ、及び図４に示す取付板本体１３ａによって形成される閉じられた空間である。２つの第二連通孔１２ｃｂは、第二中間室３４内に位置する。第三仕切壁１２ｇｃにおける隔壁１２ｃから遠位の縁には、複数の切欠部１２ｇｃａが形成されている。切欠部１２ｇｃａに電線２９ａを通すことによって、電線２９ａを第二中間室３４から第二冷却空気通路３２にわたって延在させることができる。ここで、第二中間室３４は、中間室の一例である。
【００５０】
第一冷却空気通路３１は、第一仕切壁１２ｇａ、第二仕切壁１２ｇｂ、隔壁１２ｃ、及び図４に示す取付板本体１３ａによって形成される矩形状の閉断面を有する線形的な空気の流路である。第一冷却空気通路３１は、第一底壁開口部１２ｄａから頂壁１２ｂｄに向かって直線的に延在した後、第一側壁開口部１２ｅａに向かって屈曲を伴いつつ直線的に延在する線形を有する。具体的には、第一冷却空気通路３１は、第一底壁開口部１２ｄａから頂壁１２ｂｄに向かって、底壁１２ｂａと略垂直な方向に直線的に延在した後に向きを変え、第一側壁開口部１２ｅａに向かって側壁１２ｂｂに対して斜めに直線的に延在し、その後、側壁１２ｂｂに対して略垂直な方向に向きを変えて、側壁１２ｂｂにまで直線的に至る。第一仕切壁１２ｇａ及び第二仕切壁１２ｇｂはそれぞれ、第一側壁開口部１２ｅａの近傍に、側壁１２ｂｂに対して略垂直に且つ頂壁１２ｂｄ及び底壁１２ｂａに対して略平行に延在する側方延在部１２ｇａｂ及び１２ｇｂｂを含む。なお、側方延在部１２ｇａｂ及び１２ｇｂｂの両方、或いは、側方延在部１２ｇｂｂは、側壁１２ｂｂに向かって、頂壁１２ｂｄから底壁１２ｂａに向かう方向に傾斜していてもよい。
【００５１】
第一冷却空気通路３１内において、第一底壁開口部１２ｄａの近傍では、１つの直方体状の直流リアクトル２８が、隔壁１２ｃに接触して取り付けられている。直流リアクトル２８は、内部にコイル等を含み、電流が流れると発熱する。直流リアクトル２８は、内部のコイル等が外気に晒されないように、樹脂モールドによって封止され、その外表面は、外枠を構成する金属と樹脂層とによって、形成されている。直流リアクトル２８が取り付けられる隔壁１２ｃの表面の領域である第二平坦部１２ｃ２では、フライス加工等の加工方法による面切削によって、表面の平面度が向上している。ここで、直流リアクトル２８は、第２の発熱体の一例である。
【００５２】
直流リアクトル２８は、電線２８ａ等によって、図６に示す変換素子２６及び直流用回路基板２４と電気的に接続される。直流リアクトル２８から延びる電線２８ａは、第二仕切壁１２ｇｂの切欠部１２ｇｂａ及び第一連通孔１２ｃａを通り、第一収容室１４内に延在する。つまり、電線２８ａは、第一冷却空気通路３１から、第一中間室３３及び第一連通孔１２ｃａを経由して第一収容室１４に至る。
【００５３】
さらに、第一冷却空気通路３１内において、隔壁１２ｃの表面上には、複数の矩形板状のフィン１２ｈが、設けられている。複数のフィン１２ｈは、隔壁１２ｃと一体成形されている。各フィン１２ｈは、隔壁１２ｃと略垂直な方向に隔壁１２ｃから突出し、図４に示す取付板本体１３ａに至るまで又はその近傍にまで延在する。各フィン１２ｈは、その厚さ方向に略垂直な長手方向を、底壁１２ｂａから頂壁１２ｂｄに向かう方向、つまり第一冷却空気通路３１に沿わせるように、延在する。複数のフィン１２ｈは、第一冷却空気通路３１の延在方向と交差する方向、具体的には、第一冷却空気通路３１の延在方向に略垂直な方向に並んで配置され、互いに間隔をあけて略平行に延在する。なお、複数のフィン１２ｈの並び方向は、第一冷却空気通路３１の延在方向と交差する方向であってよく、複数のフィン１２ｈは、平行でなくてもよい。複数のフィン１２ｈは、図７に示す隔壁１２ｃの第一平坦部１２ｃ１と隔壁１２ｃを挟んで対向する領域に、少なくとも形成されている。つまり、複数のフィン１２ｈは、隔壁１２ｃを挟んで、変換素子２６と隣接する。なお、複数のフィン１２ｈは、上記対向する領域内に収まっていてもよく、上記対向する領域の外にまで延在してもよい。第一冷却空気通路３１内において、複数のフィン１２ｈは、直流リアクトル２８よりも頂壁１２ｂｄ側に、つまり、直流リアクトル２８よりも下流側に位置する。本実施の形態では、複数のフィン１２ｈ及び直流リアクトル２８は、第一冷却空気通路３１における底壁１２ｂａと略垂直な部分に位置している。
【００５４】
第二冷却空気通路３２は、第三仕切壁１２ｇｃ、第四仕切壁１２ｇｄ、隔壁１２ｃ、及び図４に示す取付板本体１３ａによって形成される矩形状の閉断面を有する線形的な空気の流路である。第二冷却空気通路３２は、第二底壁開口部１２ｄｂから頂壁１２ｂｄに向かって直線的に延在した後、第二側壁開口部１２ｅｂに向かって屈曲を伴いつつ直線的に延在する線形を有する。具体的には、第二冷却空気通路３２は、第二底壁開口部１２ｄｂから頂壁１２ｂｄに向かって、底壁１２ｂａと略垂直な方向に直線的に延在した後に向きを変え、第二側壁開口部１２ｅｂに向かって側壁１２ｂｃに対して斜めに直線的に延在し、その後、側壁１２ｂｃに対して略垂直な方向に向きを変えて、側壁１２ｂｃにまで直線的に至る。第三仕切壁１２ｇｃ及び第四仕切壁１２ｇｄはそれぞれ、第二側壁開口部１２ｅｂの近傍に、側壁１２ｂｃに対して略垂直に且つ頂壁１２ｂｄ及び底壁１２ｂａに対して略平行に延在する側方延在部１２ｇｃｂ及び１２ｇｄｂを含む。なお、側方延在部１２ｇｃｂ及び１２ｇｄｂの両方、或いは、側方延在部１２ｇｄｂは、側壁１２ｂｃに向かって、頂壁１２ｂｄから底壁１２ｂａに向かう方向に傾斜していてもよい。
【００５５】
第二冷却空気通路３２内において、第二底壁開口部１２ｄｂの近傍では、２つの交流リアクトル２９が、隔壁１２ｃに接触して取り付けられている。２つの交流リアクトル２９は、第二底壁開口部１２ｄｂから頂壁１２ｂｄに向かって一列に配置されている。本実施の形態では、２つの交流リアクトル２９は、第二冷却空気通路３２における底壁１２ｂａと略垂直な部分に位置している。各交流リアクトル２９は、内部にコイル等を含み、電流が流れると発熱する。各交流リアクトル２９は、内部のコイル等が外気に晒されないように、樹脂モールドによって封止され、その外表面は、外枠を構成する金属と樹脂層とによって、形成されている。交流リアクトル２９が取り付けられる隔壁１２ｃの表面の領域である第三平坦部１２ｃ３では、フライス加工等の加工方法による面切削によって、表面の平面度が向上している。ここで、交流リアクトル２９は、第３の発熱体の一例である。
【００５６】
各交流リアクトル２９は、電線２９ａ等によって、図６に示す変換素子２６及び交流用回路基板２５と電気的に接続される。各交流リアクトル２９から延びる電線２９ａは、第三仕切壁１２ｇｃの切欠部１２ｇｃａ及び第二連通孔１２ｃｂを通り、第一収容室１４内に延在する。つまり、電線２９ａは、第二冷却空気通路３２から、第二中間室３４及び第二連通孔１２ｃｂを経由して第一収容室１４に至る。
【００５７】
図１０を参照すると、主筐体１２の上部付近の詳細が示されている。なお、図１０は、図７の主筐体１２の上部付近を拡大して異なる方向からみた斜視図である。主筐体１２において、第一枠部１２ａと、第一枠部１２ａよりも大きい外形を有する第二枠部１２ｂとの間には、段差部１２ｊが、第一枠部１２ａ及び第二枠部１２ｂの外周に沿って、上記外周の全体に連続的に形成されている。段差部１２ｊは、第一枠部１２ａの外表面と、第一枠部１２ａよりも外方にある第二枠部１２ｂの外表面と、上記２つの外表面の間にあり且つ上記２つの外表面に略垂直な表面とによって、形成されている。段差部１２ｊは、図５に示す２つの側壁開口部１２ｅａ及び１２ｅｂ、並びに、２つの側部フィルタ部材１７ａ及び１７ｂから、第一枠部１２ａ及び第二枠部１２ｂの軸心方向に離れた位置に位置する。
【００５８】
第一枠部１２ａの頂壁１２ａｄ上では、第一枠部１２ａの開口端を形成する頂壁１２ａｄの縁から頂壁１２ａｄに略垂直に、細長の矩形板状の突出部１２ａｄａが、突出している。突出部１２ａｄａは、その長手方向を頂壁１２ａｄの縁に沿わせるように連続的に延在し、頂壁１２ａｄと一体成形されている。
【００５９】
突出部１２ａｄａと段差部１２ｊとの間の頂壁１２ａｄの外表面は、突出部１２ａｄａの長手方向に沿って並ぶ２つの傾斜面１２ａｄ１及び１２ａｄ２によって構成されている。傾斜面１２ａｄ１は、突出部１２ａｄａの長手方向での頂壁１２ａｄの中央付近から側壁１２ａｂまで延在する。傾斜面１２ａｄ１は、頂壁１２ａｄの中央付近から側壁１２ａｂに向かう方向に沿って下方の底壁１２ａａ（図７参照）に向かって傾斜すると共に、突出部１２ａｄａから段差部１２ｊに向かう方向に沿って下方の底壁１２ａａに向かって傾斜している。傾斜面１２ａｄ２は、突出部１２ａｄａの長手方向での頂壁１２ａｄの中央付近から側壁１２ａｃまで延在する。傾斜面１２ａｄ２は、頂壁１２ａｄの中央付近から側壁１２ａｃに向かう方向に沿って下方の底壁１２ａａに向かって傾斜すると共に、突出部１２ａｄａから段差部１２ｊに向かう方向に沿って下方の底壁１２ａａに向かって傾斜している。
【００６０】
図２、図４及び図１０を合わせて参照すると、屋外に配置されたパワーコンディショナ１００に降り注いだ雨水が正面カバー１１と主筐体１２の第一枠部１２ａとの間に侵入した場合、頂壁１２ａｄの傾斜面１２ａｄ１及び１２ａｄ２上の雨水は、段差部１２ｊに向かって流れると共に、側壁１２ａｂ又は１２ａｃへ向かって流れる。頂壁１２ａｄ上の雨水は、傾斜面１２ａｄ１及び１２ａｄ２の作用と、突出部１２ａｄａの作用とによって、第一収容室１４内に侵入するのが抑制される。また、段差部１２ｊに流れ着いた雨水は、段差部１２ｊに沿って側壁１２ａｂ又は１２ａｃ上を流下する。側壁１２ａｂ及び１２ａｃ上の雨水は、段差部１２ｊによって、側壁開口部１２ｅａ及び１２ｅｂへ流れるのが抑制される。よって、第一枠部１２ａ上の雨水が、第一収容室１４並びに側壁開口部１２ｅａ及び１２ｅｂに流入するのが抑制される。
【００６１】
上述のようなパワーコンディショナ１００は、以下に説明する自冷作用を有する。図５〜図８を合わせて参照すると、パワーコンディショナ１００の稼働時、変換素子２６、直流リアクトル２８及び交流リアクトル２９が発熱する。
【００６２】
変換素子２６の生成熱は、隣接する隔壁１２ｃに伝達し、さらに、フィン１２ｈ及び主筐体１２の全体に伝達する。フィン１２ｈに伝達した熱は、第一冷却空気通路３１内の空気に吸熱され、上記空気を昇温する。一方、主筐体１２の全体に伝達した熱は、周囲の空気によって吸熱される。また、第一冷却空気通路３１内の空気は、直流リアクトル２８の生成熱も吸熱して昇温する。さらに、交流リアクトル２９の生成熱が、第二冷却空気通路３２内の空気を昇温する。
【００６３】
第一冷却空気通路３１内の空気が昇温することによって、第一冷却空気通路３１内では、下方から上方への空気の流れ、つまり対流が発生する。これにより、パワーコンディショナ１００の外部の空気、つまり冷却空気が、第一底壁開口部１２ｄａから第一冷却空気通路３１内に吸入され、吸入された空気は、第一冷却空気通路３１内を通って第一側壁開口部１２ｅａから主筐体１２の外部に排出される。第一冷却空気通路３１内では、空気は、直流リアクトル２８の周囲に沿って流れ、その際に直流リアクトル２８から吸熱し、その後、複数のフィン１２ｈの間を通り、その際にフィン１２ｈから吸熱する。なお、切欠部１２ｇｂａ、第一中間室３３、及びグロメット４１付きの第一連通孔１２ｃａを介して第一冷却空気通路３１に連通する第一収容室１４内には、第一冷却空気通路３１内の空気が侵入するのが大きく抑えられる。
【００６４】
各フィン１２ｈは、底壁１２ｂａから頂壁１２ｂｄに向かう方向、つまり対流の方向と略平行に延在するため、空気の流れへの妨げを低減している。さらに、第一冷却空気通路３１は、複数のフィン１２ｈによって、複数の通路に分割されると共に、流路断面積が大幅に低減する。このため、複数のフィン１２ｈの間を流れる空気は、その上流側よりも流速を上昇させると共に、フィン１２ｈとの大きい接触面積を有する。これにより、複数のフィン１２ｈの間を流れる空気は、複数のフィン１２ｈから効果的に吸熱する。よって、変換素子２６の生成熱が、効率的に吸熱されることになる。
【００６５】
また、第一冷却空気通路３１内において、複数のフィン１２ｈよりも下流では、第一側壁開口部１２ｅａに向かって第一冷却空気通路３１の流路断面積が減少している。これにより、第一側壁開口部１２ｅａ付近では空気の流速が高くなり、空気は、第一側壁開口部１２ｅａから円滑に排出される。よって、第一冷却空気通路３１内での熱交換後の空気が第一側壁開口部１２ｅａ付近で滞留すること及び第一側壁開口部１２ｅａから逆流することが抑制される。
【００６６】
直流リアクトル２８の生成熱は、上述のように第一冷却空気通路３１内を流れる空気によって吸熱され、そしてまた、隔壁１２ｃにも伝達し、主筐体１２を介して主筐体１２の周囲の空気によって吸熱されもする。
【００６７】
第二冷却空気通路３２内では、交流リアクトル２９の生成熱は、第二冷却空気通路３２内の空気によって吸熱されると共に、隔壁１２ｃにも伝達し、主筐体１２を介して主筐体１２の周囲の空気によって吸熱される。交流リアクトル２９の生成熱によって昇温した第二冷却空気通路３２内の空気は、対流を発生する。これにより、パワーコンディショナ１００の外部の空気が、第二底壁開口部１２ｄｂから第二冷却空気通路３２内に吸入され、第二冷却空気通路３２内を通り、第二側壁開口部１２ｅｂから主筐体１２の外部に排出される。第二冷却空気通路３２内を流れる空気は、交流リアクトル２９の周囲に沿って流れる際に交流リアクトル２９から吸熱する。なお、切欠部１２ｇｃａ、第二中間室３４、及びグロメット４１付きの第二連通孔１２ｃｂを介して第二冷却空気通路３２に連通する第一収容室１４内には、第二冷却空気通路３２内の空気が侵入するのが大きく抑えられる。
【００６８】
また、第二冷却空気通路３２内において、第二底壁開口部１２ｄｂよりも第二側壁開口部１２ｅｂの方が小さく、第二底壁開口部１２ｄｂから第二側壁開口部１２ｅｂに向かって、具体的には交流リアクトル２９の下流側で、第二冷却空気通路３２の流路断面積が減少している。これにより、第二側壁開口部１２ｅｂ付近では空気の流速が高くなり、空気は、第二側壁開口部１２ｅｂから円滑に排出される。
【００６９】
上述のように、パワーコンディショナ１００では、略密閉された第一収容室１４内の変換素子２６と、第一冷却空気通路３１内の直流リアクトル２８と、第二冷却空気通路３２内の交流リアクトル２９とが、第一冷却空気通路３１内及び第二冷却空気通路３２内で生じる対流を利用して冷却されると共に、主筐体１２を介した放熱を利用して冷却される。つまり、パワーコンディショナ１００は、送風用のファン等を使用せずに発熱部品を冷却可能な完全自冷式のパワーコンディショナである。
【００７０】
上述したように、本実施の形態に係る電源装置を構成する自冷式のパワーコンディショナ１００は、発熱体としての変換素子２６と筐体１０とを備える。筐体１０は、変換素子２６を収容する第一収容室１４と、第一収容室１４の外側で、第一収容室１４の熱伝導性を有する隔壁１２ｃに隣接して設けられる第一冷却空気通路３１とを含む。第一冷却空気通路３１は、第一冷却空気通路３１の一端に位置する第一底壁開口部１２ｄａと、第一冷却空気通路３１の他端に位置し且つ第一底壁開口部１２ｄａよりも上方に位置する第一側壁開口部１２ｅａとを有する。
【００７１】
上述の構成において、変換素子２６が発熱し第一収容室１４内部を昇温させると、第一収容室１４から隔壁１２ｃを介して伝達する熱が、第一冷却空気通路３１内の空気を昇温する。これにより、第一冷却空気通路３１内では、下方から上方に向かう空気の対流が発生する。よって、第一冷却空気通路３１では、筐体１０外部の新鮮な空気が、第一底壁開口部１２ｄａから吸入され、第一冷却空気通路３１内を通過して第一側壁開口部１２ｅａから外部に排出されるという空気の流れが、形成される。第一冷却空気通路３１内に流入した筐体１０外部の新鮮で低い温度の空気は、隔壁１２ｃと熱交換して効果的に吸熱し、それにより、第一収容室１４内の熱が効果的に吸熱される。よって、パワーコンディショナ１００の変換素子２６は、自冷式で効果的に冷却される。
【００７２】
本実施の形態に係るパワーコンディショナ１００において、変換素子２６は、隔壁１２ｃに隣接して設けられる。上述の構成において、変換素子２６の熱が直接的に隔壁１２ｃに伝達するため、変換素子２６からの吸熱効率が向上する。
【００７３】
本実施の形態に係るパワーコンディショナ１００において、隔壁１２ｃは、変換素子２６が設けられる位置に、隔壁１２ｃから第一冷却空気通路３１内に向かって突出するフィン１２ｈを含み、フィン１２ｈは、第一冷却空気通路３１に沿って延在する。上述の構成において、フィン１２ｈを含む隔壁１２ｃは、第一冷却空気通路３１内の空気との接触面積を増加させるため、空気によって効果的に吸熱される。さらに、第一冷却空気通路３１に沿って延在するフィン１２ｈは、第一冷却空気通路３１内の対流を妨げるような対流への悪影響を抑える。
【００７４】
本実施の形態に係るパワーコンディショナ１００において、複数のフィン１２ｈが、第一冷却空気通路３１と交差する方向に並んで配置される。上述の構成において、複数のフィン１２ｈによって、第一冷却空気通路３１は、第一冷却空気通路３１に沿った複数の通路に分割されるように延在する。そして、フィン１２ｈの部分での第一冷却空気通路３１の流路断面積は、フィン１２ｈよりも上流側の第一冷却空気通路３１の流路断面積よりも小さくなる。これにより、第一冷却空気通路３１内では、フィン１２ｈの部分での空気の流速が増加するため、フィン１２ｈ及び隔壁１２ｃと空気との熱交換効率が向上する。さらに、複数のフィン１２ｈが設けられることによって、第一冷却空気通路３１内の空気との熱交換面積を増加させることができる。
【００７５】
本実施の形態に係るパワーコンディショナ１００において、第一冷却空気通路３１は、第一底壁開口部１２ｄａから上方に向かって延在した後、第一側壁開口部１２ｅａに向かって延在する線形を有する。上述のような線形を有する第一冷却空気通路３１は、上方に向かう空気の対流を妨げるのを抑える。
【００７６】
本実施の形態に係るパワーコンディショナ１００において、第一冷却空気通路３１は、第一側壁開口部１２ｅａの近傍で側方に向かって延在する。上述の構成において、第一側壁開口部１２ｅａから第一冷却空気通路３１内に雨水などの異物が侵入した場合、異物は、第一冷却空気通路３１の側方に向かって延在する部分で留まり、第一冷却空気通路３１内の奥深くに侵入するのが抑えられる。
【００７７】
本実施の形態に係るパワーコンディショナ１００において、第一側壁開口部１２ｅａ側の第一冷却空気通路３１の流路断面積は、第一底壁開口部１２ｄａ側の第一冷却空気通路３１の流路断面積よりも小さい。上述の構成において、第一側壁開口部１２ｅａ近傍での空気の流速が高くなるため、第一側壁開口部１２ｅａから排出された空気が、第一側壁開口部１２ｅａから第一冷却空気通路３１内に逆流すること、及び第一側壁開口部１２ｅａ近傍に滞留して第一底壁開口部１２ｄａから第一冷却空気通路３１内に再び流入することが、抑えられる。
【００７８】
本実施の形態に係るパワーコンディショナ１００において、第一冷却空気通路３１の第一底壁開口部１２ｄａは、筐体１０の底部である主筐体１２の底壁１２ｂａで開口し、第一冷却空気通路３１の第一側壁開口部１２ｅａは、筐体１０の側部である主筐体１２の側壁１２ｂｂで開口する。上述の構成において、第一底壁開口部１２ｄａ及び第一側壁開口部１２ｅａから第一冷却空気通路３１内に降雨が侵入するのを抑えることができる。第一冷却空気通路３１内に対流が発生した際に吸入口となる第一底壁開口部１２ｄａが筐体１０の底壁１２ｂａで開口していることによって、筐体１０上又は筐体１０の周囲の異物が第一底壁開口部１２ｄａから第一冷却空気通路３１内に吸い込まれるのが抑えられる。
【００７９】
本実施の形態に係るパワーコンディショナ１００は、第一収容室１４内の変換素子２６と、第一冷却空気通路３１内に設けられる直流リアクトル２８とを備える。上述の構成において、外気に晒すのに不適な変換素子２６を第一収容室１４内に配置して外気から保護し、外気に晒されても構わない直流リアクトル２８を第一冷却空気通路３１内に配置することができる。そして、変換素子２６及び直流リアクトル２８はいずれも、冷却されることができる。さらに、直流リアクトル２８は、第一冷却空気通路３１内の空気によって、直接的に効果的に冷却される。
【００８０】
本実施の形態に係るパワーコンディショナ１００において、直流リアクトル２８は、第一冷却空気通路３１における筐体１０の底部側に配置される。上述の構成において、直流リアクトル２８が重量を有する場合、筐体１０を安定して配置することができる。
【００８１】
本実施の形態に係るパワーコンディショナ１００において、筐体１０は、第一冷却空気通路３１と、第一収容室１４の外側で隔壁１２ｃに隣接して設けられる第二冷却空気通路３２とを含む。第二冷却空気通路３２は、第二冷却空気通路３２の一端に位置し且つ筐体１０の底壁１２ｂａで開口する第二底壁開口部１２ｄｂと、第二冷却空気通路３２の他端に位置し且つ筐体１０の側壁１２ｂｃで開口する第二側壁開口部１２ｅｂとを有する。上述の構成において、第二冷却空気通路３２を流れる空気によって、隔壁１２ｃの熱が吸熱され、それにより、第一収容室１４内の熱が吸熱される。よって、第一収容室１４内の熱は、２つの冷却空気通路３１及び３２内を流れる空気によって効果的に吸熱される。
【００８２】
本実施の形態に係るパワーコンディショナ１００において、第二冷却空気通路３２内に、交流リアクトル２９が設けられる。上述の構成において、複数の発熱体、つまり、直流リアクトル２８及び交流リアクトル２９に対して複数の冷却空気通路３１及び３２を設けることによって、冷却空気通路３１及び３２内の直流リアクトル２８及び交流リアクトル２９に、より多くの筐体１０外部の新鮮な空気と熱交換させることができる。これにより、冷却空気通路３１及び３２内の直流リアクトル２８及び交流リアクトル２９の冷却効率が向上する。
【００８３】
本実施の形態に係るパワーコンディショナ１００において、隔壁１２ｃは、筐体１０の正面側に位置する第一収容室１４と、筐体１０の背面側に位置し且つ第一冷却空気通路３１及び第二冷却空気通路３２を含む第二収容室１５とに、筐体１０内を区画する。第二収容室１５は、冷却空気通路３１及び３２から隔離され且つ隔壁１２ｃの連通孔１２ｃａ及び１２ｃｂを介して第一収容室１４と連通する中間室３３及び３４を含む。変換素子２６と直流リアクトル２８とは、第一連通孔１２ｃａ及び第一中間室３３を経由して第一収容室１４から第一冷却空気通路３１にまで延在する電線２８ａによって、電気的に接続される。変換素子２６と交流リアクトル２９とは、第二連通孔１２ｃｂ及び第二中間室３４を経由して第一収容室１４から第二冷却空気通路３２にまで延在する電線２９ａによって、電気的に接続される。上述の構成において、連通孔１２ｃａ及び１２ｃｂと冷却空気通路３１及び３２との間にそれぞれ、中間室３３及び３４があるため、冷却空気通路３１及び３２内の外気などの空気が、電線２８ａ又は２９ａの通過部分を介して、第一収容室１４内に侵入するのが抑制される。
【００８４】
[その他の変形例]
以上、本発明の実施の形態に係るパワーコンディショナ１００について説明したが、本発明は、実施の形態に限定されるものではない。つまり、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上述した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【００８５】
実施の形態に係るパワーコンディショナ１００では、２つの冷却空気通路３１及び３２が設けられていたが、冷却空気通路は、１つであってもよく、３つ以上であってもよい。
【００８６】
実施の形態に係るパワーコンディショナ１００では、２つの冷却空気通路３１及び３２はいずれも、主筐体１２の底壁１２ｂａと側壁１２ｂｂ又は１２ｂｃとで開口していたが、これに限定されるものでない。冷却空気通路３１及び３２それぞれの２つの開口部は、一方の開口部が他方の開口部よりも上方に位置するように構成されればよい。例えば、冷却空気通路３１又は３２における上方側の開口部は、主筐体１２の頂壁１２ｂｄ又は背面取付板１３の取付板本体１３ａに位置してもよい。冷却空気通路３１又は３２における下方側の開口部は、主筐体１２の側壁１２ｂｂ若しくは１２ｂｃ又は背面取付板１３の取付板本体１３ａに位置してもよい。また、冷却空気通路３１及び３２における開口部は、主筐体１２又は背面取付板１３から外方に突出した位置にあってもよく、主筐体１２又は背面取付板１３から内方に後退した位置にあってもよい。
【００８７】
また、冷却空気通路３１及び３２の線形も、実施の形態に係るパワーコンディショナ１００における線形に限定されるものでない。冷却空気通路３１及び３２は、上方、下方若しくは側方への曲がり又は湾曲を有していてもよい。冷却空気通路３１及び３２の途中で、断面形状又は断面寸法が変化してもよい。例えば、冷却空気通路３１及び３２は、第一側壁開口部１２ｅａ及び第二側壁開口部１２ｅｂよりも上方に延在する部分を含んでもよく、第一底壁開口部１２ｄａ及び第二底壁開口部１２ｄｂよりも下方に延在する部分を含んでもよい。
【００８８】
実施の形態に係るパワーコンディショナ１００では、２つの冷却空気通路３１及び３２はいずれも、主筐体１２と一体成形された隔壁１２ｃ及び仕切壁と、背面取付板１３の取付板本体１３ａとによって、形成されていたが、これに限定されるものでない。第一冷却空気通路３１は、主筐体１２の隔壁１２ｃと、熱交換ができるように構成されていればよい。一方、第二冷却空気通路３２は、隔壁１２ｃと熱交換できなくてもよい。冷却空気通路３１又は３２は、主筐体１２と一体成形された筒状部分によって形成される、つまり、主筐体１２のみによって形成されてもよい。冷却空気通路３１又は３２は、主筐体１２及び背面取付板１３と別個の筒状部材によって形成されてもよい。冷却空気通路３１又は３２は、背面取付板１３と一体成形された筒状部分によって形成される、つまり、背面取付板１３のみによって形成されてもよい。背面取付板１３が冷却空気通路３１又は３２の少なくとも一部を構成することによって、冷却空気通路３１又は３２内の空気は、外気と接触する背面取付板１３によって吸熱され得る。
【００８９】
実施の形態に係るパワーコンディショナ１００では、フィン１２ｈは、主筐体１２と一体成形されていたが、これに限定されるものでない。主筐体１２と別個の熱伝導性を有するフィンが、隔壁１２ｃに取り付けられてもよい。
【００９０】
実施の形態に係るパワーコンディショナ１００では、第一冷却空気通路３１において、直流リアクトル２８の下流にフィン１２ｈが設けられていたが、これに限定されるものでなく、フィン１２ｈの方が上流に、つまり、第一底壁開口部１２ｄａにより近くなるように設けられてもよい。これにより、フィン１２ｈは、第一底壁開口部１２ｄａから流入した直後の新鮮な外気と熱交換することができ、効果的に吸熱される。
【００９１】
実施の形態に係るパワーコンディショナ１００では、筐体１０は、正面カバー１１と主筐体１２と背面取付板１３とによる３つの部材によって形成されていたが、これに限定されるものでなく、上記３つ部材のうちの少なくとも２つが一体化されてもよい。なお、上述のような３つの部材で筐体１０を構成することによって、筐体１０の製造つまり各部材の成形が容易になると共に、筐体１０の内部に含まれる構成要素の設置が容易になる。
【００９２】
実施の形態では、電源装置の例として、パワーコンディショナの説明を行ったが、本発明に係る電源装置は、パワーコンディショナに限定されるものでない。電源装置は、単なるスイッチング電源、上記以外のインバータ、コンバータ、ＵＰＳ（無停電電源装置）などであってもよい。また、第一収容室１４内で隔壁１２ｃに接触して配置される部品は、変換素子２６に限定されるものでなく、電子部品、電池、配線等の発熱する部品であってもよい。第一冷却空気通路３１及び第二冷却空気通路３２内に配置される部品も、直流リアクトル２８及び交流リアクトル２９に限定されるものでなく、樹脂モールドされた電子部品等の外気に晒されても構わない耐食性のある部品であってもよい。
【００９３】
実施の形態に係るパワーコンディショナ１００では、主筐体１２に形成された第一底壁開口部１２ｄａ、第二底壁開口部１２ｄｂ、第一側壁開口部１２ｅａ及び第二側壁開口部１２ｅｂのそれぞれに、底部フィルタ部材１６ａ、底部フィルタ部材１６ｂ、側部フィルタ部材１７ａ及び側部フィルタ部材１７ｂが取り付けられていたが、これに限定されるものではない。矩形穴状の底壁開口部１２ｄａ及び１２ｄｂ並びに側壁開口部１２ｅａ及び１２ｅｂをそれぞれ、多数の小孔の群から形成してもよい。つまり、底壁１２ｂａ並びに側壁１２ｂｂ及び１２ｂｃにおいて、各開口部が形成される部位をパンチングメタルのようにしてもよい。小孔のサイズを調節することによって、様々なサイズの異物に対して、第一冷却空気通路３１及び第二冷却空気通路３２内への侵入を防ぐことができる。
【００９４】
また、実施の形態及び変形例を任意に組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本発明は、パワーコンディショナ等の発熱体を含む電源装置に適用できる。
【符号の説明】
【００９６】
１０  筐体
１２ｂａ  底壁（筐体の底部）
１２ｂｂ，１２ｂｃ  側壁（筐体の側部）
１２ｃ  隔壁（収容室壁部）
１２ｃａ，１２ｃｂ  連通孔
１２ｄａ  第一底壁開口部（第１の冷却空気通路の第１の開口部）
１２ｄｂ  第二底壁開口部（第２の冷却空気通路の第１の開口部）
１２ｅａ  第一側壁開口部（第１の冷却空気通路の第２の開口部）
１２ｅｂ  第二側壁開口部（第２の冷却空気通路の第２の開口部）
１２ｈ  フィン
１４  第一収容室（収容室、第１の収容室）
１５  第二収容室（第２の収容室）
２６  変換素子（発熱体、第１の発熱体）
２８  直流リアクトル（第２の発熱体）
２８ａ，２９ａ  電線
２９  交流リアクトル（第３の発熱体）
３１  第一冷却空気通路（冷却空気通路、第１の冷却空気通路）
３２  第二冷却空気通路（第２の冷却空気通路）
３３  第一中間室（中間室）
３４  第二中間室（中間室）
１００  パワーコンディショナ（電源装置）
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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