(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主回路導体と接続するための接続端子を有する遮断器が収納された配電盤であって、
前記遮断器を他の収納機器から熱的に遮蔽するために設けられた遮熱仕切り板と、
前記接続端子と前記主回路導体との接続部分に設けられ、冷却用の空気が流れる方向に対して板面が平行に配置された複数の導体板の積層体から構成されるとともに、前記空気が流れる空隙を形成するよう前記複数の導体板が互いに積層された冷却部材と、
前記接続部分を冷却する前記空気を取り込むために設けられた前記他の収納機器の吸気口とは異なる独立した吸気口と、
前記空気を前記接続部分に導くための通気ダクトと、を備えたことを特徴とする配電盤。
【請求項２】
前記通気ダクトが前記遮断器の下側に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の配電盤。
【請求項３】
送風用のファンが前記吸気口に設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の配電盤。
【請求項４】
複数の前記遮断器が多段に収納されるとともにこれら複数の前記遮断器のためにそれぞれ独立した前記吸気口と前記通気ダクトとが設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の配電盤。
【請求項５】
少なくとも前記遮断器の一部が前記配電盤の前面部より突出されるとともに突出された前記遮断器の下面側に前記吸気口が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の配電盤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、遮断器が収納された配電盤に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
主回路導体に通電することにより配電盤内に収納された収納機器、主回路機器及び主回路導体の発熱によって生じる配電盤内の温度上昇が、収納機器、特に、遮断器の動作に影響を与える。遮断器には動作時の温度に対する定められた規格があり、その温度範囲内で動作させることが求められている。そこで、遮断器の動作に対して悪影響を及ぼさないよう、温度の上昇を抑制するために配電盤内の収納機器を効率よく冷却する必要がある。【０００３】
例えば、装置内を効率よく冷却する方法として、特許文献１の系統運用装置及び配電盤では、盤天井部に換気扇を配し、盤壁面の内側に配置した遮熱ダクトと盤壁下部に配置した吸気用開口部を有し、遮熱ダクトは、盤壁面の全面あるいは一部に沿って、下部から上方に向かって立ち上がり、天井部で、換気扇に向けて折り曲げている。これにより、遮熱構造を装置内部に取り付けることと、簡易的な空気の流れを作るダクト構造とを合わせて、気流操作により発熱部を効率的に冷却している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−２２９１７３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、遮断器を収納した配電盤においては、従来の特許文献１による方法では、配電盤外部から冷却用の空気を配電盤下部から吸気した場合には、配電盤内機器及び主回路導体から発生する熱により、遮断器には熱せられた空気が通ることと遮断器自身の発熱のため、遮断器の温度が上昇する。そのため、遮断器の温度上昇を抑制するために効率よく冷却するための何らかの対策が必要であるという課題があった。【０００６】
本願は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、配電盤内に収納された遮断器の温度上昇を抑制するため、他の収納機器からの発熱の影響を受けることなく、遮断器に対する冷却効率を向上させることができる配電盤を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本願に開示される配電盤は、主回路導体と接続するための接続端子を有する遮断器が収納された配電盤であって、前記遮断器を他の収納機器から熱的に遮蔽するために設けられた遮熱仕切り板と、前記接続端子と前記主回路導体との接続部分に設けられ、冷却用の空気が流れる方向に対して板面が平行に配置された複数の導体板の積層体から構成されるとともに、前記空気が流れる空隙を形成するよう前記複数の導体板が互いに積層された冷却部材と、前記接続部分を冷却する前記空気を取り込むために設けられた前記他の収納機器の吸気口とは異なる独立した吸気口と、前記空気を前記接続部分に導くための通気ダクトと、を備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本願に開示される配電盤によれば、配電盤内に収納された遮断器を効率よく冷却できるようにするために、遮断器を他の収納機器と熱的に遮蔽し、外部からの空気を取り込むために独立した吸気口を設けて、遮断器と主回路導体との接続部分に冷却するための空気を直接当てることで、遮断器で発生した熱を効率よく除去することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】従来例による気中遮断器が収納された配電盤の概略構成を示す断面図である。
【図２】実施の形態１に係る気中遮断器が収納された配電盤の外観を示す斜視図である。
【図３】実施の形態１に係る気中遮断器が収納された配電盤の概略構成を示す断面図である。
【図４】実施の形態１における冷却用の空気の流れを示す気中遮断器部分の拡大斜視図である。
【図５】実施の形態２に係る気中遮断器が収納された配電盤の外観を示す斜視図である。
【図６】実施の形態２に係る気中遮断器が収納された配電盤の概略構成を示す断面図である。
【図７】実施の形態３に係る気中遮断器が収納された配電盤の外観を示す斜視図である。
【図８】実施の形態３に係る気中遮断器が収納された配電盤の概略構成を示す断面図である。
【図９】実施の形態３における冷却用の空気の流れを示す気中遮断器部分の拡大斜視図である。
【図１０】実施の形態４における気中遮断器と主回路導体との間に取り付けられた冷却部材の構造の詳細を示す斜視図である。
【図１１】図１０における側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１は、従来例による気中遮断器が収納された配電盤の概略構成を示す断面図である。図２は、実施の形態１に係る気中遮断器が収納された配電盤の外観を示す斜視図である。図３は、実施の形態１に係る気中遮断器が収納された配電盤の概略構成を示す断面図である。図４は、実施の形態１における冷却用の空気の流れを示す気中遮断器を含む部分拡大斜視図である。
【００１１】
まず、図１を用いて、従来例による遮断器が収納された配電盤の概略の構成について説明する。従来例による配電盤１は、盤中段部１Ｍに設置された三相交流用の気中遮断器２と、気中遮断器２に接続された主回路導体３と、盤下段部１Ｄに設置された他の収納機器４と、気中遮断器２の接続端子２ｔと主回路導体３との接続部分３ｃを冷却するための空気５を取り入れるために盤下段部１Ｄの最下部に設けられた吸気口６と、盤上段部１Ｕの上部に設けられ、空気５を外部に排出するために排気塔に設けられた排気口９ａ，９ｂと、で構成されている。また、気中遮断器２の前面部には操作用のパネル２ｐが取り付けられている。なお、ここでは、上記以外の他の収納機器は省略されている。
【００１２】
遮断器の本体が筐体に収容されている気中遮断器２を効率よく冷却するためには、気中遮断器２に通電する主回路導体３との接続部分３ｃを冷却する必要がある。そこで、この配電盤の例では、吸気口６より、取り入れられた空気５の一部５ａは、まず、他の収納機器４を冷却し、その後、気中遮断器２が設置された盤中段部１Ｍの下部仕切り板７に設けられた通気孔７ｈを経由して、気中遮断器２の接続端子２ｔと主回路導体３との接続部分３ｃを冷却し、上部仕切り板８に設けられた通気孔８ｈを経由して、排気塔の排気口９ａより外部へ排出される。また、空気５の一部５ｂは、盤背面のダクト部１Ｂを経由して、排気塔の排気口９ｂより外部へ排出される。しかしながら、この従来の配電盤１では、取り入れられた空気５は、他の収納機器４を冷却した後、気中遮断器２の接続端子２ｔと主回路導体３との接続部分３ｃを冷却する構造となっているため、通電による他の収納機器４の発熱及び気中遮断器２自身の発熱により、気中遮断器２に対する十分な冷却効果が得られないという問題があった。
【００１３】
次に、図２から図４を用いて、本願実施の形態１に係る気中遮断器が収納された配電盤の構成について説明する。図２及び図３に示すように、実施の形態１の配電盤１１では、盤中段部１Ｍに配置された三相交流用の気中遮断器２と、盤下段部１Ｄに配置された他の収納機器４と、盤中段部１Ｍに気中遮断器２の接続端子２ｔと主回路導体３（３ａ，３ｂ）との接続部分３ｃを冷却するための空気２０を取り入れるための吸気口２１と、気中遮断器２の直下部に設けられるとともに、吸気口２１から取り込まれた冷却用の空気２０を気中遮断器２の接続端子２ｔと主回路導体３の接続部分３ｃに導く通気ダクト２２と、盤下段部１Ｄに他の収納機器４を冷却するための空気５を取り入れるための吸気口６で構成されている。
【００１４】
ここで、他の収納機器４と気中遮断器２とを隔てている遮熱仕切り板２３には、通気口はなく、盤中段部１Ｍと盤下段部１Ｄとは熱的に遮蔽されている。また、気中遮断器２を冷却するための空気２０を取り入れるための吸気口２１は、他の収納機器４を冷却するための空気５を取り入れるための吸気口６とは異なり、独立して設けられている。他の収納機器４は盤下段部１Ｄに設けられた吸気口６から取り入れられた空気５により冷却されている。なお、他の構成要素及び動作は、図１と同様であるので説明を省略する。
【００１５】
図３は、実施の形態１に係る配電盤による概略構成を示す断面図であり、配電盤内の収納機器である気中遮断器２を冷却するための空気２０の流れを説明するためのものである。吸気口２１から取り入れられた空気２０は、通気ダクト２２に導かれ、気中遮断器２の接続端子２ｔと主回路導体３との接続部分３ｃを冷却した後、上部仕切り板８に設けられた通気孔８ｈから盤上段部１Ｕに流れ、排気塔にある排気口９ａから盤外部へ排出される。これにより、通電により気中遮断器２により発生した熱は、冷却用の空気２０により気中遮断器２の接続端子２ｔと主回路導体３の接続部分３ｃを冷却することで、排出することができる。
【００１６】
また、吸気口６から取り入れられ、盤下段部１Ｄにある他の収納機器４を冷却した空気５は、仕切り板１０の通気孔１０ｈから盤背面のダクト部１Ｂを通して異なる排気塔にある排気口９ｂから盤外部へ排出される。気中遮断器２の下部にある遮熱仕切り板２３には通気孔はなく、盤中段部１Ｍと盤下段部１Ｄとは熱的に遮蔽されているので、冷却用の空気５は、盤下段部１Ｄにある他の収納機器４で発生した熱を冷却した後、盤中段部１Ｍにある気中遮断器２に触れることなく、盤外部へ排出される。
【００１７】
また、吸気口２１の前面部に送風用のファン（図示せず）を設け、気中遮断器２の接続端子２ｔと主回路導体３との接続部分３ｃを冷却する空気２０の流量を増やすことで、気中遮断器２を冷却する能力を上げることができる。
【００１８】
また、図４に示すように吸気口２１には、前面部に格子２１ｍを設けてもよく、外部からの異物、昆虫の侵入を防ぐことができる。あるいは、格子２１ｍの代わりに網目状のものであってもよい。
【００１９】
このように、実施の形態１に係る配電盤によれば、気中遮断器の接続端子と主回路導体との接続部分に独立した吸気口から取り入れられた空気を直接当てることで、他の収納機器で発生した熱の影響を受けず、また、通電により気中遮断器で発生した熱を効率よく除去することができるといった効果がある。
【００２０】
実施の形態２．
図５は、実施の形態２に係る気中遮断器が収納された配電盤の外観を示す斜視図である。図６は、実施の形態２に係る気中遮断器が収納された配電盤の概略構成を示す断面図である。実施の形態２では、複数の気中遮断器が多段に収納された場合の実施の形態を示すもので、複数の気中遮断器のそれぞれに独立した吸気口と通気ダクトを設けたものである。
【００２１】
次に、図５及び図６を参照して、本願実施の形態２に係る気中遮断器が収納された配電盤の構成について説明する。
図５及び図６に示すように、実施の形態２の配電盤３１では、盤中段部１Ｍに配置された三相交流用の気中遮断器２ａと、盤上段部１Ｕに配置された三相交流用の気中遮断器２ｂと、盤下段部１Ｄに配置された他の収納機器４と、気中遮断器２ａの接続端子２ｔと主回路導体３（３ａ，３ｂ）との接続部分３ｃを冷却するための空気２０ａを取り入れるための吸気口２１ａと、気中遮断器２ａの直下部に設けられるとともに、吸気口２１ａから取り込まれた冷却用の空気２０ａを気中遮断器２ａの接続端子２ｔと主回路導体３（３ａ，３ｂ）の接続部分３ｃに導く通気ダクト２２ａと、気中遮断器２ｂの接続端子２ｔと主回路導体３（３ａ，３ｂ）との接続部分３ｃを冷却するための空気２０ｂを取り入れるための吸気口２１ｂと、気中遮断器２ｂの直下部に設けられるとともに、吸気口２１ｂから取り込まれた冷却用の空気２０ｂを気中遮断器２ｂの接続端子２ｔと主回路導体３（３ａ，３ｂ）の接続部分３ｃに導く通気ダクト２２ｂと、盤下段部１Ｄに他の収納機器４を冷却するための空気５を取り入れるための吸気口６で構成されている。
【００２２】
ここで、他の収納機器４と気中遮断器２ａとを隔てている遮熱仕切り板２３ａには、通気口はなく、盤中段部１Ｍと盤下段部１Ｄとは熱的に遮蔽されている。また、盤上段部１Ｕと盤中段部１Ｍとは遮熱仕切り板２３ｂにより熱的に遮蔽されている。さらに、気中遮断器２ａ，２ｂを冷却するための空気２０ａ，２０ｂを取り入れるための吸気口２１ａ，２１ｂは、他の収納機器４を冷却するための空気５を取り入れるための吸気口６とは異なり、独立して設けられている。他の収納機器４は盤下段部１Ｄに設けられた吸気口６から取り入れられた空気５により冷却されている。なお、他の構成要素及び動作は、実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
【００２３】
図６は、実施の形態２に係る配電盤による概略構成を示す断面図であり、配電盤内の収納機器である気中遮断器２ａ，２ｂを冷却するための空気２０ａ，２０ｂの流れを説明するためのものである。気中遮断器２ａの吸気口２１ａから取り入れられた空気２０ａは、通気ダクト２２ａに導かれ、気中遮断器２ａの接続端子２ｔと主回路導体３（３ａ，３ｂ）との接続部分３ｃを冷却した後、空気２０ａは、仕切り板１０の通気孔２ｈを通して盤背面のダクト部１Ｂを通して排気塔の排気口９ｂから盤外部へ排出される。これにより、通電により気中遮断器２ａにより発生した熱は、冷却用の空気２０ａにより気中遮断器２ａの接続端子２ｔと主回路導体３（３ａ，３ｂ）の接続部分３ｃを冷却することで、排出することができる。
【００２４】
気中遮断器２ｂの吸気口２１ｂから取り入れられた空気２０ｂは、通気ダクト２２ｂに導かれ、気中遮断器２ｂの接続端子２ｔと主回路導体３（３ａ，３ｂ）との接続部分３ｃを冷却した後、盤上段部１Ｕに流れ、排気塔にある排気口９ａから盤外部へ排出される。空気２０ｂの一部は、仕切り板１０の通気孔２ｈを通して盤背面のダクト部１Ｂに流れ排気塔の排気口９ｂからも盤外部へ排出される。これにより、通電により気中遮断器２ｂにより発生した熱は、冷却用の空気２０ｂにより気中遮断器２ｂの接続端子２ｔと主回路導体３（３ａ，３ｂ）の接続部分３ｃを冷却することで、排出することができる。
【００２５】
また、吸気口６から取り入れられ、盤下段部１Ｄにある他の収納機器４を冷却した空気５は、仕切り板１０の通気孔１０ｈから盤背面のダクト部１Ｂを通して排気塔の排気口９ｂから盤外部へ排出される。気中遮断器２ａの下部にある遮熱仕切り板２３ａには通気孔はなく、盤中段部１Ｍと盤下段部１Ｄとは遮熱仕切り板２３ｂにより熱的に遮蔽されており、冷却用の空気５は、盤下段部１Ｄにある他の収納機器４で発生した熱を冷却した後、盤中段部１Ｍ及び盤下段部１Ｄにある気中遮断器２ａ，２ｂに触れることなく、盤外部へ排出される。
【００２６】
このように、実施の形態２に係る配電盤によれば、複数の気中遮断器が多段に収納されている場合であっても、それぞれ独立した吸気口から取り入れられた空気を直接、気中遮断器の接続端子と主回路導体との接続部分に通すことで、他の気中遮断器及び収納機器で発生した熱の影響を受けず、また、通電によりそれぞれの気中遮断器で発生した熱を効率よく除去することができるといった効果がある。
【００２７】
実施の形態３．
図７は、実施の形態３に係る気中遮断器が収納された配電盤の外観を示す斜視図である。図８は、実施の形態３に係る気中遮断器が収納された配電盤の概略構成を示す断面図である。図９は、実施の形態３における冷却用の空気の流れを示す気中遮断器を含む部分拡大斜視図である。実施の形態３では、気中遮断器を冷却する吸気口を気中遮断器の下方に設けた場合の実施の形態を示すものである。
【００２８】
次に、図７、図８及び図９を参照して、本願実施の形態３に係る気中遮断器が収納された配電盤の構成について説明する。
図７図８及び図９に示すように、実施の形態３の配電盤４１では、盤中段部１Ｍに配置された三相交流用の気中遮断器２は、盤下段部１Ｄの前面１Ｆより突出されて配置されており、空気２０を取り入れるための吸気口２４は、気中遮断器２の下面側に設けられている。
【００２９】
盤中段部１Ｍに配置された三相交流用の気中遮断器２と、盤下段部１Ｄに配置された他の収納機器４と、気中遮断器２の接続端子２ｔと主回路導体３（３ａ，３ｂ）との接続部分３ｃを冷却するための空気２０を取り入れるための吸気口２４と、気中遮断器２の直下部に設けられるとともに、吸気口２４から取り込まれた冷却用の空気２０を気中遮断器２の接続端子２ｔと主回路導体３（３ａ，３ｂ）の接続部分３ｃに導く通気ダクト２２と、盤下段部１Ｄに他の収納機器４を冷却するための空気５を取り入れるための吸気口６で構成されている。また、他の収納機器４と気中遮断器２とを隔てている遮熱仕切り板２３には、通気口はなく、他の収納機器４と熱的に遮蔽されている点は実施の形態１と同様である。ここで、実施の形態１との相違点は、気中遮断器２が、盤下段部１Ｄの前面１Ｆより突出されて配置され、吸気口２４の位置が気中遮断器２の下面側に設けられている点である。吸気口２４の下面側に設けることで、異物の侵入を防ぐとともに水の浸入を阻止することができる。
なお、他の構成要素及び動作は、実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
【００３０】
このように、実施の形態３に係る配電盤によれば、実施の形態１の効果に加え、冷却用の空気を取り入れる吸気口の位置を気中遮断器の下面側に設けることで、異物の侵入を防止し、水の浸入を阻止する効果が期待できるといった効果がある。
【００３１】
実施の形態４．
図１０は、実施の形態４における気中遮断器の接続端子と主回路導体との接続部分の構造の詳細を示す斜視図である。図１１は、図１０における側面図である。実施の形態４では、実施の形態１における気中遮断器の接続端子と主回路導体との間に気中遮断器を冷却するための冷却部材を取り付けたものである。
【００３２】
図１０及び図１１に示すように、実施の形態４の配電盤では、冷却部材５０は、複数の導体板から構成され、冷却用の空気２０が流れる方向に対して導体板の面が平行となるよう配置されて、空気２０が通る空隙５０ｇが形成されるように間隙が設けられている。冷却部材５０の一端は、間隙構造を有する気中遮断器２の接続端子２ｔと噛み合うように嵌合され、締結部材５１にて接合されている。また、冷却部材５０の他端は、Ｌ字形に折り曲げられて、複数の導体板が一体となるよう張り合わされ、主回路導体３と締結部材５１にて接合されている。
【００３３】
なお、図１０及び図１１では、発熱量の大きい相の接続端子のみに冷却部材を取り付ける例を示しているが、必要に応じて、すべての相に取り付けるようにしてもよい。
【００３４】
また、冷却部材の気中遮断器の接続端子との接続部分及び主回路導体との接続部分については、接合する相手の形状に応じた構成とすればよく、これら図に示す以外の形状を持つ構成であってもよく、冷却部材を構成する導体板間に空気が流れる空隙が形成されていればよい。
【００３５】
このように、実施の形態４に係る配電盤によれば、実施の形態１における効果とともに、気中遮断器の接続端子及び主回路導体との接続部分に空隙が形成された冷却部材を取り付けることで、さらに気中遮断器で発生した熱を効率よく除去することができるといった効果がある。
【００３６】
なお、上記実施の形態では、気中遮断器を冷却する方法として、低圧配電盤に収納された主回路導体が三相交流用の気中遮断器に適用する場合を例に説明したが、例えば、配線用遮断器といった他の型の遮断器、また、収納機器の場合にも適用可能であり、気中遮断器に限定されるものではない。また、単相交流用の気中遮断器の場合であってもよく、高圧配電盤においても適用可能である。気中遮断器は、盤中段部に設置される場合について説明したが、必ずしも盤中段部にある必要はなく、盤の他の段にあってもよい。
【００３７】
また、本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施態様例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
【００３８】
また、図中、同一符号は、同一または相当部分を示す。
【符号の説明】
【００３９】
１，１１，３１，４１  配電盤、２，２ａ，２ｂ  気中遮断器、２ｔ  接続端子、３，３ａ，３ｂ  主回路導体、３ｃ  接続部分、２０，２０ａ，２０ｂ  空気、２１，２１ａ，２１ｂ，２４  吸気口、２１ｍ  格子、２２，２２ａ，２２ｂ  通気ダクト、２３，２３ａ，２３ｂ  遮熱仕切り板、５０  冷却部材、５０ｇ  空隙、５１  締結部材
【要約】
配電盤（１）は、主回路導体（３）と接続するための接続端子（２ｔ）を有する遮断器（２）と、他の収納機器（４）から熱的に遮蔽するために設けられた遮熱仕切り板（２３）と、接続端子（２ｔ）と主回路導体（３）との接続部分（３ｃ）を冷却する空気（２０）を取り込むために設けられた他の収納機器の吸気口（６）とは異なる独立した吸気口（２１）と、空気（２０）を接続部分（３ｃ）に導くための通気ダクト（２２）と、で構成され、独立した吸気口（２１）から取り入れられた空気（２０）を直接、気中遮断器（２）の接続端子（２ｔ）と主回路導体（３）との接続部分（３ｃ）に当てることで、他の収納機器（４）で発生した熱の影響を受けず、また、通電により気中遮断器（２）で発生した熱を効率よく除去することができる。【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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