(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部と外部との間で気体の流通を許容する換気部を備え、
前記換気部は、厚み方向を一致させ間隔をあけて重ねて設けられる複数枚の板状体を有し、
複数枚の前記板状体は、各前記板状体を前記厚み方向に貫通する複数の貫通孔が形成され、
各前記板状体における複数の前記貫通孔は、前記厚み方向から見て、前記厚み方向に隣接する他の板状体の複数の前記貫通孔と、ずれた位置に形成され、
複数の前記貫通孔による各前記板状体の開口率は、互いに異なり、
複数枚の前記板状体のうち内方側の前記板状体の厚みは、外方側の前記板状体の厚みよりも厚く設定される電気機器の筐体。
【請求項２】
各前記板状体の前記開口率は、前記換気部の外方側の板状体ほど小さく設定される請求項１に記載の電気機器の筐体。
【請求項３】
各前記板状体の前記開口率は、前記換気部の外方側の板状体ほど大きく設定される請求項１に記載の電気機器の筐体。
【請求項４】
複数の前記板状体の外形は、前記厚み方向から見て長方形状に形成され、
複数の前記板状体のうち、少なくともいずれか１つの板状体に形成される複数の前記貫通孔は、前記板状体の長辺方向に平行に長い形状に形成される請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電気機器の筐体。
【請求項５】
前記換気部は、複数の前記板状体を外方から覆うフードを備え、
前記フードは、前記換気部から排出される気体の進行方向を変更する請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電気機器の筐体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遮断器等の電気機器が収納された、電気機器の筐体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、吸気部が設けられた電気機器の筐体において、換気用の吸気部に貫通穴が形成された板状体を設置する技術が知られている。板状体に形成された貫通穴は、内部短絡事故時に高温高圧ガスが発生すると、高温高圧ガスの排気を許容する。貫通穴において排気方向に移動する流体の流体エネルギ損失は、吸気方向に移動する流体の流体エネルギ損失よりも大きく設定される。板状体のうち貫通穴を規定する部分は、排気方向の流体エネルギ損失の形状係数が、吸気方向のエネルギ損失の形状係数よりも大きくなる形状に形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２５９６００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
排気方向の流体エネルギ損失が大きければ大きいほど、高温高圧ガスの噴出を防止できるけれども、筐体に機械的強度が要求されるという問題点がある。また複数枚の板状体が重ねて設けられる場合においては、排気方向の流体エネルギ損失が大きいことによって、内部からの気体の噴出によって内側の板状体に負荷がかかり、内側の板状体が変形し外側の板状体に接触してしまうという問題点がある。２枚の板状体が互いに接触してしまうと、２枚の板状体の間の空間が小さくなり、噴出した高温高圧ガスを板状体間の空間において外気と混合することが困難になり、噴出するガスに対する冷却効率が下がるという問題点がある。【０００５】
本発明の目的は、各板状体に求められる機械的強度を低減し、排気を許容する部分の変形を防止し、かつ筐体内の気体を効率よく冷却できる電気機器の筐体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る電気機器の筐体は、内部と外部との間で気体の流通を許容する換気部を備え、前記換気部は、厚み方向を一致させ間隔をあけて重ねて設けられる複数枚の板状体を有し、複数枚の前記板状体は、各前記板状体を厚み方向に貫通する複数の貫通孔が形成され、各前記板状体における複数の前記貫通孔は、前記厚み方向から見て、厚み方向に隣接する他の板状体の複数の前記貫通孔と、ずれた位置に形成され、複数の前記貫通孔による各前記板状体の開口率は、互いに異なる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る電気機器の筐体によれば、各板状体に求められる機械的強度を低減し、排気を許容する部分の変形を防止し、かつ筐体内の気体を効率よく冷却できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１における電気機器の正面図である。
【図２】本発明の実施の形態１における電気機器を図１に示した切断面線Ａ−Ａで開放して見た、内部の側面図である。
【図３】本発明の実施の形態１における換気部の斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態１における複数の板状体の斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態１における複数の板状体の正面図である。
【図６】本発明の実施の形態１における換気部の正面図である。
【図７】本発明の実施の形態１における換気部を図６に示す切断面線Ｂ−Ｂで切断して見た断面図である。
【図８】本発明の実施の形態１における複数の板状体を横方向から見た断面図である。
【図９】本発明の実施の形態２における複数の板状体の斜視図である。
【図１０】本発明の実施の形態２における複数の板状体を横方向から見た断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態３における複数の板状体の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を、複数の形態について説明する。以下の説明においては、各形態に先行する形態ですでに説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付し、重複する説明を略す場合がある。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している形態と同様とする。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における電気機器１の正面図である。図１では、特に換気部４の位置を二点鎖線で示している。図２は、本発明の実施の形態１における電気機器１を図１に示した切断面線Ａ−Ａで開放して見た、内部の側面図である。本実施の形態における電気機器１は、配電盤を例に示したものであり、電気機器１の筐体２は、当該配電盤の遮断器を収容する。電気機器１の運転時において、極めて稀ではあるが、設備の経年劣化、保守点検時の人為的なミス、メンテナンス不良等の種々の原因により主回路において短絡事故が発生することがある。短絡事故が発生した場合、短絡が発生した部分にアークが発生し、アークエネルギによって電気機器１の内部では、急激な内部圧力上昇が生じ、高温高圧ガス、いわゆるアークガスが発生する。電気機器１の筐体２には、換気および冷却の目的で換気部４が設けられる。換気部４は、電気機器１の筐体２の内部と外部との間で、気体としての例えば空気および高温高圧ガスの流通を許容する。
【００１１】
図３は、本発明の実施の形態１における換気部４の斜視図である。図４は、本発明の実施の形態１における複数の板状体５の斜視図である。図５は、本発明の実施の形態１における複数の板状体５の正面図である。換気部４は、複数枚の板状体５を有し、複数枚の板状体５は、厚み方向Ｘを一致させ間隔Ｓをあけて重ねて設けられる。換気部４における外方を「厚み方向一方Ｘ１」とし、換気部４における内方を「厚み方向他方Ｘ２」と称する。本実施の形態において換気部４は、筐体２の前方部分に設けられるので、厚み方向一方Ｘ１は筐体２の前方および外方に一致し、厚み方向他方Ｘ２は筐体２の後方および内方に一致する。よって、これらの向きを前方Ｘ１、外方Ｘ１および後方Ｘ２、内方Ｘ２として示す場合もある。本実施の形態における換気部４には、２枚の板状体５が設けられる。２枚の板状体５のうち、外方Ｘ１側の板状体５を「第１板状体１３」と称し、内方Ｘ２側の板状体５を「第２板状体１４」と称する。
【００１２】
複数枚の板状体５には、複数の貫通孔６が形成される。複数の貫通孔６は、各板状体５を厚み方向Ｘに貫通する。第１板状体１３に形成される貫通孔６を「第１貫通孔１５」と称し、第２板状体１４に形成される貫通孔６を「第２貫通孔１６」と称する。各板状体５における複数の貫通孔６は、厚み方向Ｘから見て、厚み方向Ｘに隣接する他の板状体５の複数の貫通孔６と、ずれた位置に形成される。つまり、第１板状体１３の第１貫通孔１５と、第２板状体の第２貫通孔１６とは、厚み方向Ｘから見てずれた位置に形成される。複数の貫通孔６による各板状体５の開口率は、互いに異なる。本実施の形態において各板状体５の開口率は、換気部４の外方Ｘ１側の板状体５ほど小さく設定される。すなわち第１貫通孔１５による第１板状体１３の開口率は、第２貫通孔１６による第２板状体１４の開口率よりも小さく設定される。
【００１３】
図２に示すように、電気機器１としての配電盤の内部において、厚み方向他方Ｘ２（後方）には、水平母線および垂直母線を収納する母線スペース１１が配置され、厚み方向一方Ｘ１（前方）にはスイッチの切換などが行われる機能ユニット１２が配置される。図１に示すように、電気機器１の筐体２の下部には、換気部４が設けられる。以下、本発明における電気機器１の筐体２を、単に「筐体２」と記載する。図６は、本発明の実施の形態１における換気部４の正面図である。また図６は、図１において二点鎖線で示した換気部４の拡大図である。図７は、本発明の実施の形態１における換気部４を図６に示す切断面線Ｂ−Ｂで切断して見た断面図である。
【００１４】
換気部４の、特に各板状体５の構造について説明する。換気部４は、通常の運転時には、吸気が行われるときの空気の通路となる。各板状体５に形成される貫通孔６は、外方Ｘ１側から内方Ｘ２側への空気の通過を許容する。第１板状体１３および第２板状体１４は、厚み方向Ｘから見て横方向Ｗに長い長方形状に形成される。横方向Ｗは、厚み方向Ｘおよび上下方向Ｙに垂直な方向である。外形に関し、第１板状体１３の形状および大きさは、第２板状体１４の形状および大きさと同じである。第１板状体１３の厚みは、第２板状体１４の厚みと同じである。第１板状体１３および第２板状体１４は、厚み方向Ｘを一致させて配置され、厚み方向一方Ｘ１は筐体２の外方Ｘ１に向き、厚み方向他方Ｘ２は筐体２の内方Ｘ２に向く。
【００１５】
第１板状体１３および第２板状体１４にはそれぞれ複数の貫通孔６が形成される。第１貫通孔１５および第２貫通孔１６は、厚み方向Ｘから見て円形に形成される。図４に示すように、第１貫通孔１５の内径は、第２貫通孔１６の内径よりも小さい。
【００１６】
第１貫通孔１５および第２貫通孔１６はそれぞれ、上下方向Ｙおよび横方向Ｗに並んで形成される。上下方向Ｙにおいて、単位長さ当たりの第１貫通孔１５の個数は、単位長さ当たりの第２貫通孔１６の個数と同じに設定される。つまり、上下方向Ｙの第１貫通孔１５のピッチは、第２貫通孔１６のピッチと同じである。また横方向Ｗにおいても、第１貫通孔１５のピッチは、第２貫通孔１６のピッチと同じに設定される。
【００１７】
これによって、第１貫通孔１５による第１板状体１３の開口率は、第２貫通孔１６による第２板状体１４の開口率よりも小さく設定される。仮に３枚以上の板状体５が設けられる場合には、内方Ｘ２の板状体５ほど貫通孔６による開口率は大きく設定され、外方Ｘ１の板状体５ほど貫通孔６による開口率は小さく設定される。
【００１８】
上下方向Ｙおよび横方向Ｗの両方において、第１貫通孔１５および第２貫通孔１６のピッチは、内方Ｘ２側の第２板状体１４に形成された第２貫通孔１６の内径の２倍以上に設定される。これによって上下方向Ｙおよび横方向Ｗの両方において、隣り合う第１貫通孔１５の間には、それぞれ第１板状体１３を成す部材が、第２貫通孔１６の内径以上の寸法の部分として存在する。第２板状体１４に関しても、上下方向Ｙおよび横方向Ｗの両方において、隣り合う第２貫通孔１６の間には、それぞれ第２板状体を成す部材が、第２貫通孔１６の内径以上の寸法の部分として存在する。
【００１９】
図５に示すように、第１板状体１３および第２板状体１４が換気部４に配置された状態において、第１板状体１３および第２板状体１４を厚み方向Ｘから見て、第１貫通孔１５および第２貫通孔１６は、互いにずれた位置に形成される。これによって、第１板状体１３およ第２板状体１４を厚み方向Ｘに見ると、第１貫通孔１５と第２貫通孔１６とは重なることなく配置される。したがって、第１貫通孔１５および第２貫通孔１６を厚み方向Ｘに通過する気体は、第２板状体１４よりも内方Ｘ２の空間から第１板状体１３よりも外方Ｘ１の空間まで、直線的に通過することはない。
【００２０】
次に、電気機器１の短絡発生時の現象、および短絡発生時の換気部４の機能について説明する。電気機器１内において、または電気機器１の回路に電気的に接続される外部の回路のいずれかの部分において短絡が発生し、短絡によって回路に過剰電流が発生すると、電気機器１内において、アークエネルギによって高温高圧ガスが発生する。高温高圧ガスが瞬時に発生することによる電気機器１の故障および筐体２の破損を防止するため、換気部４は、高温高圧ガスの外部への排出を許容する。具体的には板状体５に形成される貫通孔６が、内方Ｘ２側から外方Ｘ１への気体の流通を許容することによって、筐体内に発生した高温高圧ガスの外部への排出が行われる。
【００２１】
図７には、高温高圧ガスの排出経路を矢印Ｐ１によって示す。図８は、本発明の実施の形態１における複数の板状体５を横方向Ｗから見た断面図である。また図８は、図７において二点鎖線で示した部分の拡大図である。図８においても図７と同様に、高温高圧ガスの排出経路を矢印Ｐ２によって示す。第２板状体１４よりも内方Ｘ２で発生した高温高圧ガスは、第２板状体１４に形成される第２貫通孔１６を厚み方向Ｘに通過する。第２貫通孔１６を通過した高温高圧ガスは、第１板状体１３を成す部材に吹き付けられる。したがって高温高圧ガスは、第２板状体１４よりも内方Ｘ２から第１板状体１３の外方Ｘ１まで、直線的には通過できない。
【００２２】
これによって筐体２の内方Ｘ２から外方Ｘ１に向けて、第２貫通孔１６を通過する気体は、第１板状体１３と第２板状体１４との間隙Ｓに存在する気体と混合された後、第１板状体１３を通過する。仮に３枚以上の板状体５が設けられる場合には、厚み方向Ｘに隣り合う２つの板状体５において、各板状体５の貫通孔６が厚み方向Ｘから見て重ならなければ、足りる。例えば１つの板状体５を隔てて内方Ｘ２と外方Ｘ１とに離れて位置する２つの板状体５において、貫通孔６が厚み方向Ｘに重なって形成されたとしても、内方Ｘ２から外方Ｘ１に貫通孔６を通過する気体は、間に位置する板状体５によって直線的な移動が阻止される。
【００２３】
第１板状体１３および第２板状体１４の間隙Ｓに存在する気体は、通常運転時には室温の空気である。通常運転時に第１板状体１３および第２板状体１４の間に位置していた空気のうち、一部は、短絡発生時に内方Ｘ２からの高温高圧ガスによって第１貫通孔１５よりも外方Ｘ１に押し出される。高温高圧ガスによって外方Ｘ１に押し出されなかった空気は、第１板状体１３および第２板状体１４の間隙Ｓにおいて高温高圧ガスと混合される。高温高圧ガスと空気との混合気体は、第２板状体１４よりも内方Ｘ２に位置する高温高圧ガスに比べて、低い温度となる。
【００２４】
第１板状体１３および第２板状体１４は、それぞれ複数の第１貫通孔１５および複数の第２貫通孔１６によって高温高圧ガスの通過を許容するので、気体の通過において圧力損失が生じる。したがって、第２板状体１４よりも内方Ｘ２の圧力が、そのまま筐体２の外部に伝搬されることはない。第１板状体１３および第２板状体１４は、通過する気体に生じた圧力損失が大きければ大きいほど、通過する気体から受ける圧力は大きくなる。また高温高圧ガスの発生源に近い内方Ｘ２の板状体５ほど、外方Ｘ１の板状体５よりも大きな圧力を高温高圧ガスから受ける。
【００２５】
仮に、板状体５の剛性が低ければ、板状体５の中央部が外方Ｘ１に押され、高温高圧ガスから圧力を受けたときに大きく変形する。これによって板状体５には、弾性変形または塑性変形が生じる。第２板状体１４の中央部が外方Ｘ１に変位すると、第１板状体１３と第２板状体１４との間隙Ｓの体積が小さくなる。これによって、第２板状体１４を内方Ｘ２から外方Ｘ１に通過した高温高圧ガスと混合される空気は少なくなり、高温高圧ガスに対する冷却効率は下がる。
【００２６】
板状体５が高温高圧ガスの圧力を受けることによる、板状体５の変形を少なくするには、板状体５の剛性を高くするか、または板状体５の貫通孔６を高温高圧ガスが通過するときの板状体５による圧力損失を小さくすることが必要となる。本実施の形態では、第２板状体１４の開口率よりも開口率の小さい第１板状体１３を、第２板状体１４の外方Ｘ１に配置することによって、第２板状体１４による圧力損失を小さくし、第２板状体１４に必要となる剛性を小さくする。
【００２７】
このように本実施の形態では、換気部４の内方Ｘ２から外方Ｘ１へ通過する気体の圧力を、第２板状体１４の第２貫通孔１６と第１板状体１３の第１貫通孔１５とによって、段階的に減少させる。これによって、筐体２の内方Ｘ２に位置する第２板状体１４に圧力が集中することを防止する。
【００２８】
次に、換気部４に設けられるフード２１について説明する。フード２１は、換気部４において第１板状体１３および第２板状体１４を外方Ｘ１から覆う。フード２１は、換気部４から排出される気体の進行方向を変更する。具体的にフード２１は、換気部４の内方Ｘ２から外方Ｘ１に向かって板状体５の貫通孔６を通過する高温高圧ガスの進行方向を、板状体５の厚み方向Ｘとは垂直な方向に変更する。この「垂直な方向」とは、たとえば上下方向Ｙのいずれか一方であっても構わないし、また、たとえば横方向Ｗのいずれか一方であっても構わない。電気機器１が設置される環境に合わせて任意に選択される。短絡発生時に高温高圧ガスが、電気機器１以外の他の機材の搬送経路になり得る通路に向かって噴出することは、好ましくない。
【００２９】
本実施の形態では、換気部４は筐体２の床に近い下部に設けられるので、板状体５を内方Ｘ２から外方Ｘ１に向けて進む高温高圧ガスの進行方向を、フード２１は下方に向かう向きに変更する。仮に換気部４が筐体２の天井に近い位置に設けられる場合には、フード２１は内方Ｘ２から噴出する高温高圧ガスの進行方向を上方に向かう向きに変更する構造としてもよい。仮に換気部４が、筐体２よりも左右いずれかの壁に近い位置に設けられる場合には、フード２１はフード２１は内方Ｘ２から噴出する高温高圧ガスの進行方向を、壁に向かう向きに変更する構造としてもよい。高温高圧ガスの排出方向は、フード２１の開口部の向きによって、必要に応じた向きとする。
【００３０】
フード２１は、筐体の内方Ｘ２から外方Ｘ１に、第１板状体１３および第２板状体１４を経て噴出した高温高圧ガスを、任意の向きに向ける機能を有するのみならず、高温高圧ガスの冷却にも寄与する。第１板状体１３を内方Ｘ２から外方Ｘ１に通過した高温高圧ガスは、フード２１よりも内方Ｘ２かつ第１板状体１３よりも外方Ｘ１の空間内を通過するので、高温高圧ガスが筐体２よりも外方Ｘ１に排出されるまでの流路が長くなり、したがって排出されるまでの時間が長くなる。またフード２１よりも内方Ｘ２かつ第１板状体１３よりも外方Ｘ１の空間内において、空気と混合される。このようにフード２１を設けることによって、高温高圧ガスが筐体２から排出されるまでに、高温高圧ガスはさらに冷却される。
【００３１】
このような構成とすることによって、実施の形態１によれば、複数の板状体５が設けられるので、内部において高温高圧ガスが発生したときに、換気部４の内方Ｘ２から外方Ｘ１に向けて、複数の板状体５によって漸次的に高温高圧ガスの圧力を低減できる。また各板状体５の複数の貫通孔６は、厚み方向Ｘに隣接する他の板状体５の複数の貫通孔６と、ずれた位置に形成されるので、換気部４の内方Ｘ２から外方Ｘ１に向けて高温高圧ガスが直線的に噴出することを避けることができる。また換気部４の内方Ｘ２の板状体５から換気部４の外方Ｘ１に向けて流出した気体は、板状体５間の間隙Ｓにおいて外気と同じ温度の空気と混合され、冷却される。各板状の開口率は互いに異なるので、内方Ｘ２に位置する板状体５と外方Ｘ１に位置する板状体５とで、機械的強度、流通する気体の圧力損失、冷却効率などを分担できる。したがって、各板状体５に求められる機械的強度の低減および換気部４の変形の防止と、噴出する高温高圧ガスに対する冷却とを、効率よく両立できる。
【００３２】
また実施の形態１によれば、各板状体の開口率は、換気部の外方側の板状体ほど小さく設定されるので、換気部４の内方Ｘ２から外方Ｘ１に向かうに従って、圧力損失を漸次的に大きくできる。したがって、発生した高温高圧ガスの圧力による負荷が、内方Ｘ２の板状体５に集中することを防止できる。したがって高温高圧ガスの発生による衝撃を緩和できる。これによって各板状体５に求められる機械的強度を低減でき、換気部４の変形を防止でき、かつ噴出する高温高圧ガスを効率よく冷却できる。
【００３３】
また実施の形態１によれば、換気部４から排出される気体の進行方向はフード２１によって変更されるので、高温高圧ガスが排出されるときに高温高圧ガスが電気機器１の近くの他の機器に悪影響を及ぼすことを防止することができる。またフード２１を設けることによって、フード２１を設けない場合に比べて、高温高圧ガスが筐体２の外方Ｘ１に排出されるまでの流路が長くなり、したがって排出されるまでの時間が長くなる。これによって高温高圧ガスに対する冷却効率を向上できる。またフード２１の内方Ｘ２かつ第１板状体１３よりも外方Ｘ１の空間内において、高温高圧ガスは空気と混合されるので、フード２１の外方Ｘ１に排出されるまでに高温高圧ガスを空気によって冷却できる。
【００３４】
実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２による電気機器１の筐体２を、図に基づいて以下に説明する。実施の形態２は、先に説明した実施の形態１に類似しており、以下、実施の形態１に対する実施の形態２の相違点を中心に説明する。
【００３５】
図９は、本発明の実施の形態２における複数の板状体５の斜視図である。図１０は、本発明の実施の形態２における複数の板状体５を横方向Ｗから見た断面図である。実施の形態２では、複数の貫通孔６による板状体５の開口率は、換気部４の外方Ｘ１側の板状体５ほど大きく設定される。本実施の形態における換気部４には、２枚の板状体５が設けられる。２枚の板状体５のうち、外方Ｘ１側の板状体５を「第１板状体１３Ｂ」と称し、内方Ｘ２側の板状体５を「第２板状体１４Ｂ」と称する。
【００３６】
第１板状体１３Ｂおよび第２板状体１４Ｂを厚み方向Ｘに見たときの外形は、前述した実施の形態１と同様に、いずれも同じ形状および大きさに形成され、長方形状に形成される。本実施の形態における第２板状体１４Ｂの厚さは、第１板状体１３Ｂの厚さよりも厚く設定される。第１板状体１３Ｂに形成される貫通孔６を「第１貫通孔１５Ｂ」と称し、第２板状体１４Ｂに形成される貫通孔６を「第２貫通孔１６Ｂ」と称する。第１貫通孔１５Ｂおよび第２貫通孔１６Ｂは、厚み方向Ｘから見て円形に形成される。図９に示すように、第１貫通孔１５Ｂの内径は、第２貫通孔１６Ｂの内径よりも大きい。
【００３７】
上下方向Ｙおよび横方向Ｗの両方において、第１貫通孔１５Ｂおよび第２貫通孔１６Ｂのピッチは、外方Ｘ１側の第１板状体１３Ｂに形成された第１貫通孔１５Ｂの内径の２倍以上に設定される。これによって上下方向Ｙおよび横方向Ｗの両方において、隣り合う第１貫通孔１５の間には、それぞれ第１板状体１３を成す部材が、第１貫通孔１５の内径以上の寸法の部分として存在する。第２板状体１４に関しても、上下方向Ｙおよび横方向Ｗの両方において、隣り合う第２貫通孔１６の間には、それぞれ第２板状体１４を成す部材が、第１貫通孔１５の内径以上の寸法の部分として存在する。
【００３８】
第１板状体１３Ｂおよび第２板状体１４Ｂが換気部４に配置された状態において、第１板状体１３Ｂおよび第２板状体１４Ｂを厚み方向Ｘから見て、第１貫通孔１５Ｂおよび第２貫通孔１６Ｂは、互いにずれた位置に形成される。これによって、第１板状体１３Ｂおよ第２板状体１４Ｂを厚み方向Ｘに見ると、第１貫通孔１５Ｂと第２貫通孔１６Ｂとは重なることなく配置される。したがって、第１貫通孔１５Ｂおよび第２貫通孔１６Ｂを厚み方向Ｘに通過する気体は、第２板状体１４Ｂよりも内方Ｘ２の空間から第１板状体１３Ｂよりも外方Ｘ１の空間まで、直線的に通過することはない。
【００３９】
次に、電気機器１の短絡発生時の、換気部４の機能について説明する。図１０では、短絡発生時の高温高圧ガスが第２貫通孔１６Ｂおよび第１貫通孔１５Ｂを通過する様子を矢印Ｐ３によって図示する。第２貫通孔１６Ｂの内径は、第１貫通孔１５Ｂの内径よりも小さく設定される。したがって、第２板状体１４Ｂを通過する高温高圧ガスに対する第２板状体１４Ｂによる圧力損失は、第１板状体１３Ｂによる圧力損失よりも大きい。これによって、第２板状体１４Ｂには、内方Ｘ２側から外方Ｘ１に向けて第１板状体１３Ｂよりも大きな圧力がかかる。第２板状体１４Ｂは第１板状体１３Ｂよりも厚く形成され、これによって第２板状体１４Ｂは、短絡発生時の内方Ｘ２からの圧力に耐え得る機械的強度を有する。また第２板状体１４Ｂは第１板状体１３Ｂよりも厚いことによって、気体が第２貫通孔１６Ｂを厚み方向Ｘに通過する距離は、第１貫通孔１５Ｂを厚み方向Ｘに通過する距離よりも長い。これによっても、第２板状体１４Ｂによる圧力損失は、第１板状体１３Ｂによる圧力損失よりも大きく設定される。
【００４０】
高温高圧ガスの通過に対する第２板状体１４Ｂによる圧力損失を、第１板状体１３Ｂによる圧力損失よりも大きく設定することによって、逆の場合に比べて、第１板状体１３Ｂと第２板状体１４Ｂとの間隙Ｓにおいて短絡発生時に高温高圧ガスと入れ替わる空気の割合は、小さくなる。したがって、間隙Ｓに残る空気が多くなる。これによって、第１板状体１３Ｂと第２板状体１４Ｂとの間隙Ｓにおいて、混合される高温高圧ガスおよび空気のうち、空気の割合が多くなる。したがって、第２板状体１４Ｂによる圧力損失を第１板状体１３Ｂによる圧力損失よりも小さく設定する場合に比べて、高温高圧ガスに対する冷却効率は高くなる。
【００４１】
第１板状体１３Ｂと第２板状体１４Ｂとの間隙Ｓに位置する空気は、電気機器１の通常運転時には、常に外気による置換が継続されている。第１板状体１３Ｂの開口率が大きく設定されることによって、第１板状体１３Ｂの開口率が小さい場合よりも、間隙Ｓには外気が進入しやすい。したがって、第１板状体１３Ｂの開口率が大きいほど、間隙Ｓに位置する空気は、第１板状体１３Ｂよりも外方Ｘ１の空気によって置換されやすい。
【００４２】
電気機器１が稼動しているときには、筐体２内の温度は外気に比べて高い場合が多い。したがって、第１板状体１３Ｂと第２板状体１４Ｂとの間隙Ｓに位置する空気は、外方Ｘ１の空気によって置換されやすいほど、低温の状態が維持される。第１板状体１３Ｂは、開口率が高く設定されることによって、第１板状体１３Ｂと第２板状体１４Ｂとの間隙Ｓに位置する空気を低温に維持しやすい。間隙Ｓの空気が低温に維持されることによって、短絡発生時には第１板状体１３Ｂと第２板状体１４Ｂとの間隙Ｓにおける冷却を効率よく行える。このように本実施の形態では、機械的強度および通過する気体に対する圧力損失を、筐体２の内方Ｘ２側の第２板状体１４Ｂが負担し、冷却効率を、筐体２の外方Ｘ１側の第１板状体１３Ｂが負担する。仮に３枚以上の板状体５を設ける場合には、内方Ｘ２側の板状体５ほど開口率を小さくし、また内方Ｘ２側の板状体５ほど剛性が高く厚い部材によって形成する。
【００４３】
このような構成とすることによって、実施の形態２によれば、換気部４において必要な複数の機能、すなわち機械的強度、圧力損失および冷却効率を、内方Ｘ２側の板状体５と外方Ｘ１側の板状体５とで分担できる。本実施の形態では、内部から流出する高温高圧ガスに対する圧力損失は、換気部４の内方Ｘ２側の板状体５ほど大きい。したがって各板状体５の内方Ｘ２側に位置する間隙Ｓでは、換気部４の外方Ｘ１側の間隙Ｓほど、高温高圧ガスによる置換が起こりにくくなる。したがって、開口率が換気部４の外方Ｘ１側の板状体５ほど小さく設定される場合に比べて、板状体５どうしの間隙Ｓにおける冷却効率を高くすることができる。このように換気部４の側の板状体５は機械的強度と、気体の流出に関する圧力損失とを分担し、換気部４の外方Ｘ１側の板状体５は冷却効率を分担し、複数の板状体５で異なる機能を分担できる。
【００４４】
実施の形態３．
次に、本発明の実施の形態３による電気機器１の筐体２を、図に基づいて以下に説明する。実施の形態３は、先に説明した実施の形態１に類似しており、以下、実施の形態１に対する実施の形態３の相違点を中心に説明する。
【００４５】
図１１は、本発明の実施の形態３における複数の板状体５の正面図である。複数の板状体５の外形は、前述した実施の形態１と同様に、厚み方向Ｘから見て長方形状に形成される。複数の板状体５のうち、少なくともいずれか１つの板状体５に形成される複数の貫通孔６は、板状体５の長辺方向に平行に長い形状に形成される。本実施の形態における換気部４には、２枚の板状体５が設けられる。２枚の板状体５のうち、外方Ｘ１側の板状体５を「第１板状体１３Ｃ」と称し、内方Ｘ２側の板状体５を「第２板状体１４Ｃ」と称する。
【００４６】
第１板状体１３Ｃおよび第２板状体１４Ｃは、長辺方向を電気機器１の横方向Ｗに一致させて、配置される。外形に関し、第１板状体１３Ｃの形状および大きさは、第２板状体１４Ｃの形状および大きさと同じである。第１板状体１３Ｃの厚みは、第２板状体１４Ｃの厚みと同じである。第１板状体１３Ｃに形成される貫通孔６を「第１貫通孔１５Ｃ」と称し、第２板状体１４Ｃに形成される貫通孔６を「第２貫通孔１６Ｃ」と称する。第１貫通孔１５Ｃは第１板状体１３Ｃの短辺方向、すなわち上下方向Ｙに長い形状に形成される。第２貫通孔１６Ｃは第２板状体１４Ｃの長辺方向、すなわち横方向Ｗに長い形状に形成される。１つの第１貫通孔１５Ｃと１つの第２貫通孔１６Ｃとを比較すると、形状と大きさは同じで、形成される向きが異なる。第１板状体１３Ｃに形成される第１貫通孔１５Ｃの数は、第２板状体１４Ｃに形成される第２貫通孔１６Ｃの数よりも小さく設定される。したがって、第１板状体１３Ｃの開口率は、第２板状体１４Ｃの開口率よりも小さい。
【００４７】
一般的に、長方形の板状の部材に対し、その中央部を厚み方向Ｘに変位させる力を付与した場合、中央部は、長辺方向両端部に対して変位しやすく、短辺方向両端部に対しては変位しにくい。換言すれば、長辺方向両端部に対して中央部を変位させる曲げに必要な力は、短辺方向両端部に対して中央部を変位させる曲げに必要な力よりも、小さい。したがって、本実施の形態において第１板状体１３Ｃおよび第２板状体１４Ｃに対して高温高圧ガスによる圧力が付与された場合にも、第１板状体１３Ｃおよび第２板状体１４Ｃの中央部は、各板状体５の長辺方向両端部に対して変位しやすい。以下、長辺方向両端部に対して中央部を変位させる曲げを「長辺の曲げ」と称し、短辺方向両端部に対して中央部を変位させる曲げを「短辺の曲げ」と称する。
【００４８】
仮に、貫通孔６が円形である場合には、開口率が大きいほど板状体５の剛性は小さくなる。本実施の形態では、貫通孔６を長辺方向に長く形成することによって、貫通孔６を円形または短辺方向に長い形状とする場合に比べて、長辺の曲げに対する機械的強度を高く維持し、かつ高い開口率を実現できる。複数の板状体５のうち、最も外方Ｘ１側を除く残余の板状体５のいずれか１枚を、このような構成とする。本実施の形態では、最も内方Ｘ２側の板状体５を、このような構成とする。
【００４９】
これによって、開口率が大きくかつ長辺の曲げに対する機械的強度が高く維持された板状体５を実現できる。本実施の形態において第１貫通孔１５Ｃは、短辺方向に長い形状に形成する。ただし第１貫通孔１５Ｃは、厚み方向Ｘから見て第２貫通孔１６Ｃに重ならなければ、足りる。たとえば第１貫通孔１５Ｃは円形に形成されてもよく、また長辺方向に長い形状に形成されても良い。
【００５０】
このような構成とすることによって、実施の形態３によれば、少なくとも１つの板状体５は、長辺方向に長い形状の貫通孔６が形成されるので、同じ開口率で短辺方向に長い形状の貫通孔６が形成される場合に比べて、長辺方向中央部を長辺方向両端部よりも厚み方向Ｘに押す曲げ応力に対し、剛性を高くすることができる。したがって、板状体５に形成される貫通孔６の形状によって、開口率を増大させることに伴う剛性の低下を抑制することができる。
【００５１】
各板状体５に形成される貫通孔６の数、大きさ、板状体５の開口率などは、図示したものに限定するものではなく、任意に変更可能である。実施の形態１〜実施の形態３では、換気部４に設けられる板状体５が２枚である場合を中心に説明したけれども、板状体５は３枚以上であっても良い。実施の形態１および実施の形態２に類似する構成において３枚以上の板状体５を設ける場合には、開口率が内方Ｘ２側から外方Ｘ１側に順次変化する構成とする。実施の形態２に類似する構成において３枚以上の板状体５を設ける場合には、開口率および板状体５の厚さが、内方Ｘ２側から外方Ｘ１側に順次変化する構成とする。これによって、内方Ｘ２側の板状体５と外方Ｘ１側の板状体５とで機械的強度、圧力損失および冷却効率を分担できる。したがって、各板状体５に必要となる機械的強度を低減し、排気を許容する部分の変形を防止し、かつ噴出する高温高圧ガスを効率よく冷却できる電気機器１の筐体２を実現できる。
【００５２】
尚、それぞれの実施の形態は、本発明に係る技術を具体化するために例示するものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【要約】
電気機器（１）の筐体（２）は、換気部（４）を備え、換気部（４）は、内部と外部との間で気体の流通を許容する。また換気部（４）は、複数枚の板状体（５）を有し、複数枚の板状体（５）は、厚み方向（Ｘ）を一致させ間隔をあけて重ねて設けられる。また複数枚の板状体（５）は、複数の貫通孔（６）が形成される。複数の貫通孔（６）は、各板状体（５）を厚み方向（Ｘ）に貫通する。また各板状体（５）における複数の貫通孔（６）は、厚み方向（Ｘ）から見て、厚み方向（Ｘ）に隣接する他の板状体（５）の複数の貫通孔（６）と、ずれた位置に形成される。複数の貫通孔（６）による各板状体（５）の開口率は、互いに異なる。【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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【図１１】
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