(57)【要約】【課題】盤内の塵埃による汚損を自動感知してユーザに知らせる配電盤を得る。【解決手段】筐体１内に主回路電気機器及び制御機器が収容された制御盤において、ファン６と、ファン６によって作られる気流が通過する筒状の蛇腹７と、蛇腹７の下流側端部に設けられたフィルタ８と、フィルタ８が塵埃によって目詰まりしたとき蛇腹８が気流に押されて伸張するのを検知するスイッチ９とが筐体１内に配設されており、スイッチ９の検知信号に基づいて盤内の汚損状況を知らせる表示手段１１を備えて構成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体内に主回路電気機器及び制御機器が収容された制御盤において、
ファンと、前記ファンによって作られる気流が通過する筒状の蛇腹と、前記蛇腹の下流側端部に設けられたフィルタと、前記フィルタが塵埃によって目詰まりしたとき前記蛇腹が前記気流に押されて伸張するのを検知する検知器とを前記筐体内に配設し、
前記検知器の検知信号に基づいて盤内の汚損状況を知らせる表示手段を備えたことを特徴とする配電盤。
【請求項２】
請求項１記載の配電盤において、前記検知器は、前記蛇腹の伸張に従って順次作動するように複数個設けられ、前記汚損状況を前記表示手段に段階的に表示するようにしたことを特徴とする配電盤。
【請求項３】
請求項２記載の配電盤において、複数の前記検知器が順次作動する時間に基づいて、前記蛇腹が所定の位置まで伸張する時間を予測し、内部清掃の実施予定時期を前記表示手段に表示するようにしたことを特徴とする配電盤。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の配電盤において、前記ファンは、配電盤内を強制換気するために前記配電盤内に設けられている換気扇と共用することを特徴とする配電盤。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の配電盤において、前記検知器は、近接センサ、又はダイヤルゲージ式変位測定器のいずれかを使用することを特徴とする配電盤。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の配電盤において、前記蛇腹は、前記フィルタの清掃によって初期の状態に復帰することを特徴とする配電盤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば遮断器等の電気機器が収容された受配電設備用の配電盤に関し、特に、盤内汚損を感知する手段を備えた配電盤に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
配電盤は長期にわたって使用し続けると、盤内に塵埃が入って溜まる。盤内（特に絶縁物）に塵埃が溜まるとそれが原因で絶縁劣化を引き起こし、最終的に絶縁破壊に至る。また、塵埃で換気口が詰まってしまうと盤内換気がうまくいかず、その結果配電盤内の温度が上昇する。そこで、配電盤は、盤内の清掃を定期的に行うことが推奨されており、清掃を定期的に行うことで異常発生を抑制している。この場合、汚損状況の確認は、一般的に、目視によって行われていた。
電気機器の塵埃堆積を自動的に検知する従来の技術としては、例えば、電気機器の機器本体内における塵埃が堆積する場所に、光を放射する発光部とこの発光部からの光を受光する受光部と、受光した検知信号を出力する検知手段と、検知手段からの検知信号に基づいて機器本体内に塵埃が堆積していることを警告表示する表示手段を備えた塵埃堆積警告装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２０１７２６号公報（第３頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
盤内汚損状況を定期的に点検し確認する作業は、時間と手間を要する。そこで、上記特許文献１に示すように、盤内の汚損状況を自動で検知し警報表示するシステムを設けることが望ましいが、特許文献１は、例えば、テレビ受像機のような電気機器を対象にした技術である。本願の配電盤は、高圧の電力用機器が収容されるものであり、このような配電盤では、塵埃が堆積される高圧機器の近辺に発光部と受光部を設置するのは難しく、また、大きな配電盤内で塵埃が堆積される箇所を予測して設置しようとすれば、複数個の検知部が必要になり、装置が複雑で高価となるため、配電盤のコストアップにつながるという問題点があった。
【０００５】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、盤内の塵埃による汚損を簡単な構成で自動感知してユーザに知らせることができる配電盤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】
【０００６】
この発明に係わる配電盤は、筐体内に主回路電気機器及び制御機器が収容された制御盤において、ファンと、ファンによって作られる気流が通過する筒状の蛇腹と、蛇腹の下流側端部に設けられたフィルタと、フィルタが塵埃によって目詰まりしたとき蛇腹が気流に押されて伸張するのを検知する検知器とを筐体内に配設し、検知器の検知信号に基づいて盤内の汚損状況を知らせる表示手段を備えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明の配電盤によれば、ファンと、蛇腹と、蛇腹の下流側端部に設けられたフィルタと、フィルタが塵埃で目詰まりして蛇腹が伸張するのを検知する検知器とを筐体内に配設し、検知器の検知信号に基づいて盤内の汚損状況を知らせる表示手段を備えたので、ユーザは定期的に盤内を点検することなく盤内に塵埃が堆積したことを認知できるので、内部の清掃が必要な時期を的確に把握することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１による配電盤を示す側面断面図であり、図２は要部拡大図である。以下、図によって説明する。
配電盤は、金属製の筐体１内に、遮断器，変圧器等の主回路電気機器と、母線、接続ケーブル、制御部品等（図示せず）が収容されている。それらは、通常、仕切板によって区画された室内に配置されている。そして、前面側には前面扉１ａ、裏面側には裏面扉１ｂが設けられており、機器の収納や保守点検ができるようになっている。図１では、主回路電気機器として変圧器２が収容された場合を代表して示しているが、必要に応じ各種電気機器が組み合わされて収容されているのが一般的である。したがって、筐体１とその内部構成は図１に限定するものではない。
【０００９】
前面扉１ａと裏面扉１ｂの下部側には吸気口３が設けられ、上部側の例えば天井側には排気口４が設けられている。図中に矢印で示すように、吸気口３から外気を取り入れて内部の電気機器、図では変圧器２を冷却し、その熱で暖められて温度上昇した空気は排気口４から外部に排出されるようになっている。
内部を区画する仕切板５の流通路の近傍にファン６を配設し、ファン６によって作られる気流が通過する筒状の蛇腹７の一端側を流通路に取り付け、蛇腹の下流側端部にフィルタ８を設け、更に、フィルタ８の下流側には、蛇腹７が気流に押されて伸張するのを検知する検知器としてスイッチ９が配設されている。
【００１０】
なお、蛇腹７の取付箇所は、図１では仕切板５に設けた場合を示したが、これに限定するものではなく、仕切板５がない場合は、内部のフレーム等の適当な場所に、図のようなファン６，蛇腹７，フィルタ８，及びスイッチ９からなる蛇腹部１０を取り付ければよい。すなわち、蛇腹部１０は盤内であればどこに設けてもよい。但し、仕切板の通風路近傍に設ければ、ファンが通風を促進する効果が期待できる。
蛇腹７は、一般に市販されているものを使用することができる。検知器は、実施の形態１〜４では、蛇腹７が伸張したときに接触して作動する接触型のスイッチ（例えば、リミットスイッチ）として説明するがこれに限定するものではない。
フィルタ８は、例えば、空気の流通を妨げない範囲で樹脂繊維を層状に形成したものを使用するが、目の粗さなどは配電盤が設置される環境に応じて適宜、選択すれば良い。
【００１１】
次に動作について、図１及び蛇腹部１０の拡大断面図である図２を参照しながら説明する。
図１のように、裏面扉１ｂの吸気口３から盤内へ取り入れられた空気は、変圧器２を冷却し、ファン６によって強制的にフィルタ８を通過させて排気口４から筐体１の外部へ排出されるような空気流が形成される。盤内には外気に混じって塵埃が浸入しているので、この塵埃がフィルタ８によって濾過される。盤内に塵埃が少ないときには、図２（ａ）に示すように、空気流は矢印のようにフィルタ８を通過する。時間が経過して盤内に浸入した塵埃がフィルタ８内面に堆積してくると、フィルタ８は目詰まりを起こして抵抗が大きくなってくる。すると、ファン６による気流の影響をだんだんと強く受けるようになり、蛇腹７が伸張し、伸張が進むとフィルタ８とスイッチ９が接触を始め、更に進むと図２（ｂ）のようにフィルタ８に押されてスイッチ９が作動する。
【００１２】
すなわち、フィルタ８が目詰まりして蛇腹７が所定の寸法だけ伸張したことをスイッチ９で検知する。この検知信号が図示しない制御部に送信される。制御部では、検知信号に基づいて盤内の汚損が進行していることを、前面扉１ａに設けた表示手段１１によって警告表示させる。表示手段１１による表示は、例えば、表示ランプを点灯させても良く、また、画面に文字表示させても良い。
なお、スイッチ９が作動するタイミング（すなわち、上記の蛇腹７が伸張する所定寸法）は、電気機器へ塵埃が堆積して清掃が必要となる期間とフィルタ８の目詰まり程度と蛇腹７の伸張寸法とから勘案し、適宜調整して決定すればよい。
【００１３】
以上のように、本実施の形態の配電盤によれば、ファンと、ファンによって作られる気流が通過する筒状の蛇腹と、蛇腹の下流側端部に設けられたフィルタと、フィルタが塵埃によって目詰まりしたとき蛇腹が気流に押されて伸張するのを検知する検知器とを筐体内に配設し、検知器の検知信号に基づいて盤内の汚損状況を知らせる表示手段を備えたので、ユーザは定期的に盤内を点検することなく盤内に塵埃が堆積したことを認知することができ、内部の清掃が必要な時期を的確に把握することが可能となる。
【００１４】
実施の形態２．
図３は、実施の形態２による配電盤の要部断面図であり、実施に形態１で説明した蛇腹部１０に相当する部分である。制御盤の全体構成は実施の形態１の図１と同等なので、図示及び説明は省略し、相違部分を中心に説明する。また、図３以下で、図２と同等部分は同一符号で表すことにする。
図３に示すように、本実施の形態ではスイッチを複数個設けた点に特徴を有する。蛇腹７及びフィルタ８自身は実施の形態１と同様のものであるが、蛇腹７のフィルタ８側にはフレーム１２と、ばね１３と、更にばね先端側に接圧板１４とが設けられている。
第１のスイッチ１５は、接圧板１４の上方にあって蛇腹７が所定の位置まで伸張する途中で、接圧板１４に押されて作動する。第２のスイッチ１６はフィルタ８の上方にあって蛇腹７が所定の位置まで伸張したときに作動するようになっている。
【００１５】
次に動作を説明する。図３（ａ）のように、フィルタ８に塵埃が付着していない初期状態では、ファン６による気流はフィルタ８を通り抜けて蛇腹７は初期寸法であり、両スイッチ１５，１６とも作動しない。フィルタ８への塵埃の堆積が進むと、図２（ｂ）のように、先ず、接圧板１４に押されて第１のスイッチ１５が作動する。更にフィルタ８の目詰まりが進行し蛇腹７が所定の位置まで伸張すると、図２（ｃ）のように、第２のスイッチ１６が作動する。このとき、第１のスイッチ１５側は、ばね１３が縮むことで必要以上に力が掛からない。
第１のスイッチ１５が作動した段階で、表示手段１１で盤内汚損の第１段目を表示し、第２のスイッチが作動した段階で、盤内汚損の２段階目を表示することで、汚損の進行状況を段階的に知らせることができる。
【００１６】
スイッチを複数個設ける場合のスイッチの取付構造の別の例を図４に示す。
蛇腹７のフィルタ８側にはフレーム１７が設けられ、フレーム１７のファン側にばね１８が設けられ、ばね１８先端側に接圧板１９が設けられている。
動作について説明する。図４（ａ）の状態からフィルタ８が目詰まりを起こすと蛇腹７が伸張し、それに応じてフレーム１７，接圧板１９も上昇する。蛇腹７が途中まで伸張すると、図４（ｂ）のように、接圧板１９が第１のスイッチ１５を作動させる。これにより、盤内汚損の１段階目を表示手段１１に表示させる。更に、フィルタ８の目詰まりが進むと、ファン６による気流の影響が大きくなり、蛇腹７が伸張すると共にばね１８も伸張する。蛇腹７が所定の位置まで伸張すると、図４（ｃ）のように、第２のスイッチ１６が作動する。これにより、盤内汚損の２段階目を表示手段１１に表示させる。
なお、図３，図４では、スイッチを２個設けた場合で説明したが、３個以上としても良い。
【００１７】
以上のように、実施の形態２によれば、検知器は、蛇腹の伸張に従って順次作動するように複数個設けられ、汚損状況を表示手段に段階的に表示するようにしたので、ユーザは塵埃による内部汚損の進行状況を認知できるため、メンテナンスを的確に行うことができ
る。
【００１８】
実施の形態３．
図５は実施の形態３による配電盤の要部断面図であり、実施に形態１で説明した蛇腹部１０に相当する部分である。図６は、動作を説明する説明図であり、蛇腹の伸張寸法と伸張までの時間の関係を示したものである。また、図７は動作を説明するフローチャートである。制御盤の全体構成は実施の形態１の図１と同等なので、図示及び説明は省略し、相違部分を中心に説明する。
【００１９】
図５において、蛇腹７のフィルタ８側にはフレーム２０が設けられおり、フレーム２０に押されて作動するスイッチが３個設けられている。フィルタ８が目詰まりして蛇腹７が伸張し、メンテナンス（内部清掃）が必要となる所定の伸張位置２１を、図中に破線で示している。すなわちこの位置が最終伸張位置である。
ある時点における蛇腹７先端のフィルタ８の位置から伸張位置２１までをｘとし、そのうち、スイッチＡ２２が作動する位置から伸張位置２１までをａ、スイッチＢ２３が作動する位置から伸張位置２１までをｂ、スイッチＣ２４が作動する位置から伸張位置２１までをｃとする（ａ，ｂ，ｃは既知）。また、スイッチＡ２２が作動する時間（時点）をｔ１、スイッチＢ２３が作動する時間をｔ２，スイッチＣ２４が作動する時間をｔ５とする。そして、ある時点からメンテナンスが必要となるまでの時間をＴとする。
【００２０】
次に、図６のグラフを参照しながら図７のフローチャートに従って動作を説明する。
先ず、スイッチＡ２２が作動する時間ｔ１を測定する（Ｓ１）。次に、スイッチＢ２３が作動する時間ｔ２を測定する（Ｓ２）。次に、ｔ１，ｔ２をもとに図６のように（１）（２）を通る直線を数式化して求める（Ｓ３）。次に、求めた直線からスイッチＣ２４が作動する予測時間ｔ３と蛇腹７が伸張位置２１まで伸張する予測時間ｔ４を推定する（Ｓ４）。そしてこの時点でのメンテナンスが必要となるまでの時間Ｔを、Ｔ＝ｔ４−ｔ２として算出し、表示手段１１によって表示させる（Ｓ５）。更に蛇腹７の伸張が進み、スイッチＣ２４が作動すると、そのときの時間ｔ５を測定し（Ｓ６）、（２）（５）を通過する直線を数式化する（Ｓ７）。そして、ｔ３とｔ５とがどちらが大きいかを判別する（Ｓ８）。
【００２１】
もし、ｔ３の方が小さい（図６（ｂ）参照）ときは、予測より汚損の進みが遅いと推定されるが、安全側を見て、メンテナンスまでの時間Ｔ＝ｔ４−ｔ３とし、表示手段１１に表示する（Ｓ９）。
もし、ｔ３の方が大きい（図６（ａ）参照）ときは、数式からｔ６を推定し（Ｓ１０）、メンテナンスまでの時間Ｔ＝ｔ６−ｔ５とし、表示手段１１に表示する（Ｓ１１）。
なお、これらの処理は、配電盤の制御部（図示せず）で実施される。
また、上記の説明では、スイッチを３個設けた場合について説明したが、３個に限定するものではなく４個以上設けても同様に行うことができる。
【００２２】
以上のように、実施の形態３によれば、複数の検知器が順次作動する時間に基づいて、蛇腹が所定の位置まで伸張する時間を予測し、内部清掃の実施予定時期を表示手段に表示するようにしたので、あとどれくらいの期間で内部清掃のメンテナンスを実施すべきかをユーザが的確に判断することができる。
【００２３】
実施の形態４．
図８は実施の形態４による配電盤の、盤内に配設する蛇腹部を示す断面図である。制御盤の全体構成は実施の形態１の図１と同等なので、図示及び説明は省略し、相違部分を中心に説明する。
配電盤は上部天板部分のみを示しているが、換気扇で強制換気を行う配電盤であり、配
電盤の排気口に設ける換気扇２５を蛇腹部のファンと共用したものである。すなわち、換気扇２５によって作られる気流が通過するように筒状の蛇腹７を天板に取り付け、蛇腹７の下流側端部にフィルタ８設け、フィルタ８の外側にスイッチ９を設けている。そしてこれら全体が、側面にスリット２６を有する換気筒２７で覆われている。
【００２４】
動作は、実施の形態１と同様に、フィルタ８が目詰まりを起こすと蛇腹７が伸張し、フィルタ８が、スイッチ９を作動させ、その信号により盤内の汚損が進行していることを検知して、前面扉１ａに設けた表示手段１１に表示させる。
【００２５】
以上のように、本実施の形態によれば、ファンは、配電盤内を強制換気するために配電盤に設けられている換気扇と共用するようにしたので、換気扇で強制換気を行う配電盤の場合、盤内汚損を検知する手段を簡単に構成することができる。
【００２６】
実施の形態５．
図９及び図１０は、実施の形態５による配電盤の、盤内に配設する蛇腹部を示す断面図である。制御盤の全体構成については実施の形態１の図１と同等なので、図示及び説明は省略する。
蛇腹部において、実施の形態１の図２との相違点は、検知器部である。すなわち、本実施の形態では、実施の形態１で説明したスイッチ９の替わりに、図９では非接触の近接センサ２８を使用したものであり、図１０ではダイヤルゲージ式変位測定器２９を用いたものである。いずれも、動作は、実施の形態１と同様なので、詳細な説明は省略する。
【００２７】
なお、この近接センサ２８、又はダイヤルゲージ式変位測定器２９は、実施の形態１〜４の全てにおいて適用することができる。
また、実施の形態１〜５において説明した蛇腹７は、伸縮特性に優れ、フィルタ８を清掃すれば初期の状態に復帰するようなものを使用するのが望ましい。
【００２８】
以上のように、実施の形態５によれば、スイッチに替えて、近接センサ、又はダイヤルゲージ式変位測定器のいずれかを使用するようにしたので、実施の形態１のような効果に加えて、蛇腹の伸張状態を常時監視して汚損状況を表示できる。
また、蛇腹は、フィルタを清掃によって初期の状態に復帰するようなものを使用したので、清掃によりフィルタ位置が元の位置にリセットされるため、盤内の汚損状況の検知の信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】この発明の実施の形態１による配電盤を示す側面断面図である。
【図２】図１の要部拡大断面図である。
【図３】この発明の実施の形態２による配電盤の、蛇腹部を示す断面図である。
【図４】この発明の実施の形態２の他の実施例である。
【図５】この発明の実施の形態３による配電盤の、蛇腹部を示す断面図である。
【図６】この発明の実施の形態３による配電盤の、蛇腹部の動作を説明する図である。
【図７】この発明の実施の形態３による配電盤の、蛇腹部の動作を説明するフローチャートである。
【図８】この発明の実施の形態４による配電盤の、蛇腹部を示す断面図である。
【図９】この発明の実施の形態５による配電盤の、蛇腹部を示す断面図である。
【図１０】この発明の実施の形態５の他の実施例である。
【符号の説明】
【００３０】
１  筐体                              １ａ  前面扉
１ｂ  裏面扉                          ２  変圧器
３  吸気口                            ４  排気口
５  仕切板                            ６  ファン
７  蛇腹                              ８  フィルタ
９  スイッチ                        １０  蛇腹部
１１  表示手段                        １２，１７，２０  フレーム
１３，１８  ばね                      １４，１９  接圧板
１５  第１のスイッチ                  １６  第２のスイッチ
２１  伸張位置                        ２２  スイッチＡ
２３  スイッチＢ                      ２４  スイッチＣ
２５  換気扇                          ２６  スリット
２７  換気筒                          ２８  近接センサ
２９  ダイヤルゲージ式変位測定器。
【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】
2009284669.tif 000011
【図１０】
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