(57)【要約】【課題】玄関等の外観を損ねることなく、通行の障害にならず、しかも天井や壁を熱で変質・変色させることがなく、壁面が結露しても水滴が侵入しない優れた電力変換装置の遮熱装置を提供すること。【解決手段】電力変換するための電気回路をケーシング内に設け、かつ天井面３１から連続する側壁面３２に沿って配置された電力変換装置４において、前記ケーシングの上面から排出される熱風を遮断するための遮熱板１であって、前記ケーシングの上側に位置する側壁面３２に沿って配置される側壁部１ｂと、前記天井面３２に沿って配置されて、前記ケーシングを覆う屋根部１ｃから成る遮熱板１を用いる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力変換するための電気回路をケーシング内に設け、かつ天井面から連続する側壁面に沿って配置された電力変換装置において、前記ケーシングの上面から排出される熱風を遮断するための遮熱板であって、前記ケーシングの上側に位置する側壁面に沿って配置される側壁部と、前記天井面に沿って配置されて、前記ケーシングを覆う屋根部とを備えてなることを特徴とする遮熱板。
【請求項２】
前記側壁部の下端部を、内側に曲げて、熱風の流れをスムーズにするための整流部としたことを特徴とする請求項１記載の遮熱板
【請求項３】
前記側壁部の下端部を、外側に曲げて、水滴案内部としたことを特徴とする請求項１記載の遮熱板。
【請求項４】
前記側壁部の下端部を分岐させて、分岐させた一方端部を外側に曲げて、水滴案内部とするとともに、分岐させた他方端部を内側に曲げて、熱風の流れをスムーズにするための整流部としたことを特徴とする請求項１記載の遮熱板
【請求項５】
前記電力変換装置を壁面に取り付けるためのベースプレートと一体化されたことを特徴とする請求項１乃至４記載の遮熱板。
【請求項６】
請求項１乃至４記載の遮熱板と、該遮熱板を所望位置に設けるために用いられる取付金具と、該取付金具に前記遮熱板を固定するための締着部材とから成る、遮熱板ユニット。
【請求項７】
前記取付金具に前記遮熱板を固定した際に、これら取付金具と遮熱板間に断熱空間が形成されるようになしたことを特徴とする請求項６記載の遮熱ユニット。
【請求項８】
前記取付金具が前記電力変換装置を壁面に取り付けるためのベースプレートと一体化されたことを特徴とする請求項６または７記載の遮熱板ユニット。
【請求項９】
請求項１乃至４記載の遮熱板を一体化したことを特徴とする電力変換装置。
【請求項１０】
請求項６または７記載の遮熱板ユニットを一体化したことを特徴とする電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力変換する電気回路をケーシング内に設け、かつ天井面から連続する側壁面に沿って配置された電力変換装置の、前記ケーシングの上面から排出される熱風を遮断するための遮熱板および遮熱板を取り付けるための遮蔽板ユニット並びにこれらを備えた電力変換装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地球環境問題への関心の高まりとともに、自然エネルギーを利用した新エネルギー技術のひとつとして、風力や燃料電池、太陽電池により得られた発電エネルギーを商用電力に変換して利用する発電装置が注目され、その実用化が加速されてきている。
【０００３】
従来、工場や家屋等に設置された発電装置は、発電機や太陽電池で発電された電力を商用負荷や、商用電源に系統連系できるように電力変換を行い、商用負荷への電力供給や電力の売電・買電が行なわれている。電力変換装置は通常、商用電源と系統連系して照明や熱機器、モーター負荷などの交流負荷へ電力を供給できるようにしたり、電力会社へ売電を行なうために、出力側は商用電源の主ブレーカーへ接続される。商用電源の主ブレーカーは一般に屋内の玄関付近や納屋などの壁面に設けられており、そこに出力側を接続する電力変換装置も自然、その近辺の壁面に設置されることが多い。
【０００４】
図６に示すように、電力変換装置Ｊは、壁３２に電力変換装置Ｊを壁に取り付けるためのベースプレート３３をねじや釘で固定し、前記ベースプレート３３に電力変換装置Ｊを取り付けて固定している。一般に電力変換装置Ｊは電力変換の際に生じる損失により発熱するので、ケーシングの下面に設けた吸気口３４から空気を取り込み、ケーシングの上面に設けた排熱口３５から熱を排出する。このとき、天井面３１との距離が近いと熱の上昇先である天井面３１の温度が上昇し、天井面３１が変色するなどの問題が生じるため、天井面３１と排熱口３５との距離を大きくとって天井面３１の温度が局部的に上昇しないようにしている。
【０００５】
なお、図中の電力変換装置の取り付け構造は、天井と壁、ベースプレートと電力変換装置の関係を説明するためのものであり、実際の設置状態を示すものではない。
【０００６】
また、電力変換装置Ｊを小型化する等の理由で、内部に十分な空気の流通路が確保できない場合、内部にファン装置を設けて強制空冷とするものもある（特許文献１）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平７−２２２４５８号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の技術では、排熱口３５と天井面３１との間に熱拡散に十分な距離を設けなくてはならず、玄関先などの人目につきやすい場所に、側壁面３２の中腹から張り出すようにして取り付けられることになり、玄関などの美観を損ねることになる。また、廊下の壁面などに設置したときに通行の障害になりやすく、頭や物をぶつけやすいといった問題も生じる。また、断熱材などで断熱した場合には湿気などによる劣化で断熱性能が低下するため、定期的なメンテナンスが必要である。また、壁面が結露して生じる水滴が、電力変換装置４側に伝って、排熱口３５や電力変換装置４の各部隙間から水滴が侵入し、回路故障や腐食が生じる場合もあった。
【０００９】
そこで、本発明は上述の諸事情に鑑みてなされたものであり、玄関等の外観を損ねることなく、通行の障害にならず、しかも天井面や側壁面を熱で変質・変色させることがなく、メンテナンスフリーで、天井面や側壁面が結露しても水滴が侵入しないようにすることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項１の遮熱板は、電力変換するための電気回路をケーシング内に設け、かつ天井面から連続する側壁面に沿って配置された電力変換装置において、前記ケーシングの上面から排出される熱風を遮断するための遮熱板であって、前記ケーシングの上側に位置する側壁面に沿って配置される側壁部と、前記天井面に沿って配置されて、前記ケーシングを覆う屋根部とを備えてなることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２の遮熱板は、前記側壁部の下端部を、内側に曲げて、熱風の流れをスムーズにするための整流部とし、請求項３の遮熱板は、前記側壁部の下端部を、外側に曲げて、水滴案内部とし、また、請求項４の遮熱板は、前記側壁部の下端部を分岐させえて、分岐させた一方端部を外側に曲げて、水滴案内部とするとともに、分岐させた他方端部を内側に曲げて、熱風の流れをスムーズにするための整流部としたことを特徴とする。さらに、請求項５の遮熱板は、前記電力変換装置を壁面に取り付けるためのベースプレートと一体化されたことを特徴とする。
【００１２】
また、請求項６の遮熱板ユニットは、該遮熱板を所望位置に設けるために用いられる取付金具と、該取付金具に前記遮風板を固定するための締着部材とから成ることを特徴とし、請求項７の遮熱板ユニットは、前記取付金具に前記遮熱板を固定した際に、これら取付金具と遮熱板間に断熱空間が形成されるようになしたことを特徴とし、さらに、請求項８の遮熱板ユニットは、前記取付金具が前記電力変換装置を壁面に取り付けるためのベースプレートと一体化されたことを特徴とする。
【００１３】
次に、請求項９の電力変換装置は、前記遮熱板を一体化したことを特徴とし、請求項１０の電力変換装置は、前記遮蔽板ユニットを一体化したことを特徴とする。
【００１４】
請求項１の遮熱板によれば、電力変換装置の排熱口から排出された高温の熱によって天井面と側壁面が過熱されることを防止し、建築材の変質や変色を防止し、メインテナンスフリーとすることができるだけでなく、電力変換装置を天井近くまで寄せて設置することができ、玄関などの設置場所の外観を損なわないようにできる。また、取り付け位置が高くなることにより、廊下などへ設置しても頭や物をぶつけにくくなり安全性が増す。
【００１５】
請求項２の遮熱板によれば、前記整流部によって、外来風が得られときでも風がスムーズに流れるようにしてもよい。これにより風の流速が損なわれずに熱を運ぶので冷却効果が向上せさえることができる。請求項３の遮熱板によれば、前記水滴案内部によって、天井面や側壁面に結露した水滴が、電力変換装置４側に伝っていかないようにできるので、排熱口や電力変換装置の各部隙間から水滴が侵入し、回路故障や腐食が生じるのを防止できる。また、請求項４の遮熱板によれば、前記分岐構造により、これらの効果を併せ持つことが可能である。
【００１６】
請求項５の遮熱板によれば、前記ベースプレートとの一体構造により、部品点数を減らすとともに、壁に開く穴の数を減らすようにして家屋へのダメージを軽減させることもできる。
【００１７】
請求項６の遮熱板ユニットによれば、遮熱板と、該遮熱板を所望位置に設けるために用いられる取付金具と、該取付金具に前記遮風板を固定するための締着部材とから成るので、天井面や側壁面を利用して遮熱板を強固に設置することができる。さらに、請求項７の遮熱板によれば、前記断熱空間により、天井面と側壁面への熱伝達をさらに遅らせることができる。また、請求項８の遮熱板によれば、前記取付金具が前記電力変換装置を壁面に取り付けるためのベースプレートと一体化されたことにより、部品点数を減らすとともに、壁に開く穴の数を減らすようにして家屋へのダメージを軽減させることもできる。
【００１８】
請求項９および請求項１０の電力変換装置によれば、前記遮熱板を一体化し、または、前記遮蔽板ユニットを一体化したことから、部品点数を減らすとともに、壁に開く穴の数を減らすようにして家屋へのダメージを軽減させ、さらに、施工が容易となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、太陽電池モジュールを複数屋根上に配設する太陽光発電装置の場合を例にとり、本発明に係る実施形態を模式的に図示した図面に基づいて詳細に説明する。
【００２０】
図１に本発明の遮熱板１および遮熱板ユニットＫを電力変換装置４の上側に取り付けた状態を示す斜視図を、図２に前記遮熱板１および遮熱板ユニットＫと電力変換装置４を家屋の壁面に取り付ける方法を示す斜視図を示す。
【００２１】
図１に示すように、本発明の遮熱装置ユニットＫは熱伝導性の低い樹脂や金属、セラミックから成る遮熱板１と、遮熱板１を家屋の壁、かつ／または電力変換装置４のベースプレート３に固定する取付金具２と、遮熱板１と取付金具２とを固定するための締付部材とで構成される。
【００２２】
図２に示すように、ベースプレート３を側壁面３２にネジや釘で固定し、取付金具２はベースプレート３の上方の側壁面３２にネジや釘で固定する。次に前記取付金具２に遮熱板１を締付部材としてのネジ等で締結し、最後に電力変換装置４を前記ベースプレート３に取り付ける。このとき、前記ベースプレート３の裏面は側壁面３２に完全には密着しないようにしておくとベースプレート３の表面に結露が生じにくく好適である。また、前記ベースプレート３の背面に前記支持部２の下部が入るように切欠きや窪みを設けて、天井面や側壁面３２を伝う水滴がよりスムーズにベースプレート裏に誘導されるようにしてもよいし、ベースプレート３と取付金具２とを一体化して側壁面３２に開く穴の数を減らすようにしてもよい。
【００２３】
次に図３のシステムＳを例にとり、遮熱板１および遮熱ユニットＫの働きを説明する。側壁面３２に固定されたベースプレート３に取り付けられた電力変換装置４は吸気口３４から空気を取り込み、前記電力変換装置３内部の冷却を行なった後、過熱された空気をケーシングの上面に備える排熱口３５から排出する。熱せられた空気は上昇し、遮熱板１にぶつかるとそのガイド面に沿って玄関などの開けた場所のある方向に誘導され、熱拡散される。
【００２４】
前記遮熱板１は、電力変換装置４のケーシングの上側に位置する側壁面３２に沿って配置される側壁部１と、天井面３１に沿って配置されて、前記ケーシングを覆う屋根部１ｃとを備えてなる。
【００２５】
なお、ここまでの説明で、遮熱板１は、取付金具２と締着部材（ネジ９）によって所定位置に設置されているが、遮熱板１は取付金具２なしに、直接に側壁面３２に固定されたり、ベースプレート３と一体化されたものであったり、あるいは、電力変換装置４と一体化して電力変換装置４の一部を構成しても構わない。
【００２６】
遮熱板１の材質としては、樹脂や金属、またはセラミックから適宜選択することができるが、その材質は熱伝導性が極めて悪いものである事が望ましく、排熱口３５に面する側の温度が上昇しても、その裏面の温度は軽微であるものであればよく、ハニカム構造や異種材質の積層構造としてもよい。
【００２７】
一方、前記遮熱板１は、側壁面３２に固定された取付金具２に前記取付金具２の屋根側端部２ｂと側壁側固定用スペーサ２ａの部分で固定されている。すなわち、前記取付金具２の屋根側端部２ｂは、遮熱板１の屋根部１ｃにおける端部を折り返して設けた溝内に差し込まれている。また、側壁側固定用スペーサ２ａは、取付金具２の一部をなすブロック状の部位であり、締着部材としてのネジ９を貫通させる貫通孔が形成されている。この側壁側固定用スペーサ２ａにより、遮熱板１と取付金具２の間には効果的な断熱空間５を設けることができる。
【００２８】
この断熱空間５は、遮熱板１自体が徐々に温度上昇し裏面も温度が上昇するに至っても、断熱空間５によって天井面３１と側壁面３２への熱伝達をさらに遅らせることができる。なお、このとき取付金具２の材質が熱伝導性の悪いものであるほどより効果が得られることはいうまでもない。このようにすることにより、排熱口３５から排出された高温の熱によって天井面３１と側壁面３２が過熱されることがなく、建築材の変質や変色を防止することができるだけでなく、電力変換装置４を天井近くまで寄せて設置することができ、玄関などの設置場所の外観を損なわないようにできる。また、取り付け位置が高くなることにより、廊下などへ設置しても頭や物をぶつけにくくなり安全性が増す。
【００２９】
また、前記遮熱板１における側壁部１ｂの下端部１ａを外側、ベースプレート３よりも側壁面３２側（裏側）に折り曲げて、水滴案内部とすることにより、天井面３１や側壁面３２に結露した水滴が、電力変換装置４側に伝っていかないようにできるので、排熱口３５や電力変換装置４の各部隙間から水滴が侵入し、回路故障や腐食が生じるのを防止できる。
【００３０】
なお、図１および図２には、取付金具２として３本の棒状体から構成されるものを示したが、より本数を増やしてとして薄型、小型化しても良く、逆に１枚ものとすることで結露時の水滴誘導を兼ねさせることも可能である。また、図４に示すように、取付金具２とベースプレート３を一体とし、支持部２に伝わった熱をベースプレート３を含めた面積で放熱・熱拡散するようにして部品点数を削減してもよい。
【００３１】
最後に図５に示すように、外来風７が電力変換装置４の排熱口３５に吹き付けた場合、遮熱板１における側壁部１ｂの下端部１ａの手前空間８が袋小路になるため乱流が発生しやすく、風の流速を損なうことにもなるので、前記下端部１ａを内側に曲げ、整流部６として、外来風７が得られときでも風がスムーズに流れるようにしてもよい。これにより風の流速が損なわれずに熱を運ぶので冷却効果が向上するとともに、外来風７によって熱風が空間８に滞留して、電力変換装置４やベースプレート３を加熱し、それらからの熱伝導によって結果的に支持部２の温度が上昇し、天井面３１を過熱してしまうといった問題をなくすことができる。
【００３２】
前記水滴案内部と整流部の両方を設ける方法としては、図４および図５に示すように、遮熱板１における側壁部１ｂの下端部１ａに別の一枚の板を固定して二枚板状とし、二枚の板が内側と外側に分岐するようにして、一方を水滴案内部、他方を整流部とすれば良い。
【００３３】
なお、ここまでの説明で、取付金具２がベースプレート３と一体化することができることを述べたが、取付金具２は電力変換装置４に一体化されて、電力変換装置４の一部を形成するようにしても良い。
【００３４】
また、本例では太陽光発電装置などに使用される電力変換装置を屋内の玄関などに設置した例をもとに説明したが、これに限定されるものではなく、電力変換装置上部に熱拡散に十分な空間を確保できない場所や、人目につきやすい場所に設置される電力変換装置において好適に適用可能である。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の遮熱板は、電力変換するための電気回路をケーシング内に設け、かつ天井面から連続する側壁面に沿って配置された電力変換装置において、前記ケーシングの上面から排出される熱風を遮断するための遮熱板であって、前記ケーシングの上側に位置する側壁面に沿って配置される側壁部と、前記天井面に沿って配置されて、前記ケーシングを覆う屋根部とを備えてなることから、電力変換装置の排熱口から排出された高温の熱によって天井面と側壁面が過熱されることを防止し、建築材の変質や変色を防止し、メインテナンスフリーとすることができるだけでなく、電力変換装置を天井近くまで寄せて設置することができ、玄関などの設置場所の外観を損なわないようにできる。また、取り付け位置が高くなることにより、廊下などへ設置しても頭や物をぶつけにくくなり安全性が増す。
【００３６】
また、前記遮熱板において、前記側壁部の下端部を、内側に曲げて、熱風の流れをスムーズにするための整流部とした場合、前記整流部によって、外来風が得られときでも風がスムーズに流れるようにしてもよい。これにより風の流速が損なわれずに熱を運ぶので冷却効果が向上せさえることができる。
【００３７】
他方、前記側壁部の下端部を外側に曲げて、水滴案内部とした場合、前記水滴案内部によって、天井面や側壁面に結露した水滴が、電力変換装置４側に伝っていかないようにできるので、排熱口や電力変換装置の各部隙間から水滴が侵入し、回路故障や腐食が生じるのを防止できる。
【００３８】
そして、前記側壁部の下端部を分岐させて、分岐させた一方端部を外側に曲げて、水滴案内部とするとともに、分岐させた他方端部を内側に曲げて、熱風の流れをスムーズにするための整流部とした場合、水滴による回路故障や腐蝕の防止効果、および熱風を整流させることによる冷却効果の向上という効果を併せ持つことができる。
【００３９】
さらに、遮熱板を、前記電力変換装置を壁面に取り付けるためのベースプレートと一体化した場合、前記ベースプレートとの一体構造により、部品点数を減らすとともに、壁に開く穴の数を減らすようにして家屋へのダメージを軽減させることもできる。
【００４０】
次に、本発明の遮熱板ユニットによれば、前記遮熱板と、該遮熱板を所望位置に設けるために用いられる取付金具と、該取付金具に前記遮風板を固定するための締着部材とから成るので、前記優れた効果を有する遮熱板を天井面や側壁面を利用して遮熱板を強固に設置することができる。特に、前記取付金具に前記遮熱板を固定した際に、これら取付金具と遮熱板間に断熱空間が形成されるようになしたことから、天井面と側壁面への熱伝達をさらに遅らせることができる。また、遮熱板ユニットと、前記取付金具が前記電力変換装置を壁面に取り付けるためのベースプレートと一体化した場合、部品点数を減らすとともに、壁に開く穴の数を減らすようにして家屋へのダメージを軽減させることもできる。
【００４１】
次に、前記遮熱板または、前記遮蔽板ユニットを電力変換装置に一体化した場合、部品点数を減らすとともに、壁に開く穴の数を減らすようにして家屋へのダメージを軽減させ、さらに、施工が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電力変換装置用遮熱装置を電力変換装置に取り付けた様子を模式的に説明する斜視図である。
【図２】本発明に係る電力変換装置用遮熱装置を電力変換装置とともに家屋の壁面に取り付けする方法を模式的に説明する斜視図である。
【図３】本発明に係る電力変換装置用遮熱装置を壁に取り付けた様子を模式的に説明する側面図である。
【図４】本発明に係る他の実施形態を模式的に説明する側面図である。
【図５】本発明に係る他の実施形態を模式的に説明する側面図である。
【図６】従来の電力変換装置を壁面に設置した例を模式的に説明する側面図である。
【符号の説明】
１：遮熱板
１ａ：下端部
１ｂ：側壁部
１ｃ：屋根部
２：取付金具
２ａ：側壁側スペーサ固定部
２ｂ：屋根側端部
３：ベースプレート
４：電力変換装置
５：断熱空間
６：整流部
７：外来風
８：空間
３１：天井面
３２：側壁面
３４：吸気口
３５：排熱口
Ｓ：システム
Ｋ：遮熱ユニット
【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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