JP5318198B2

JP5318198B2 - 電子機器収容ユニット

Info

Publication number: JP5318198B2
Application number: JP2011510108A
Authority: JP
Inventors: 正矢頭; 任臣熊谷; 千香子冨田; 泰啓加藤; 弘一中林; 猛田代
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2009-04-20
Filing date: 2009-04-20
Publication date: 2013-10-16
Anticipated expiration: 2029-04-20
Also published as: JPWO2010122631A1; EP2424053A1; EP2424053A4; WO2010122631A1

Description

本発明は電子機器収容ユニットに関し、特に、太陽光発電システムに用いられる屋外設置用パワーコンディショナの防水構造に関する。

太陽電池にて発生した直流電力を交流電力に変換し、負荷に供給したり、余剰電力を電力会社に供給したりすることができるようにするために、パワーコンディショナが用いられている。このパワーコンディショナを屋外に設置する場合には、台風発生時などに雨水にさらされた場合においても、内部の防水性を確保するために、パッキンやコーキングを用いて防水対策を施すことが一般的に行われている（特許文献１）。

実開平６−８４７０７号公報

しかしながら、パッキンやコーキングを用いて防水対策を施す方法では、パワーコンディショナを屋外に設置すると、パッキンやコーキングが強い日差しや風雨にさらされる。このため、パッキンやコーキングが早期に経年劣化し、パワーコンディショナを長年使用すると、十分な防水性が得られなくなることから、パワーコンディショナの耐用年数が短くなるという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、耐候性を向上させつつ、防水性を確保することが可能な電子機器収容ユニットを得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の電子機器収容ユニットは、底板と背板と天板と前扉と１対の側板とが設けられたケーシングと、前記前扉の上端部に沿って配置された第１の防水壁と、前記第１の防水壁と並行して配置された第２の防水壁と、前記天板に設けられ、前記第１の防水壁および前記第２の防水壁を覆うようにして、前記第１の防水壁および前記第２の防水壁と隙間を空けて配置された天板用側板とを備えることを特徴とする。

この発明によれば、耐候性を向上させつつ、防水性を確保することが可能という効果を奏する。

図１は、本発明に係る電子機器収容ユニットの実施例１が適用される太陽光発電システムの概略構成を示す斜視図である。図２は、仕切り板１８にて仕切られたパワーコンディショナ３の前段部ＦＢの内部の概略構成を示す斜視図である。図３は、仕切り板１８にて仕切られたパワーコンディショナ３の後段部ＢＢの内部の概略構成を示す斜視図である。図４は、図１の電子機器収容ユニットの天板１３の取り付け前の状態を示す斜視図である。図５は、本発明に係る電子機器収容ユニットの実施例１の天板１３の取り付け後における図４のＡ−Ａ´線に沿って切断した状態を示す斜視図である。図６は、本発明に係る電子機器収容ユニットの実施例２の天板１３の取り付け後における図４のＡ−Ａ´線に沿って切断した状態を示す斜視図である。図７は、本発明に係る電子機器収容ユニットの実施例３の天板５３の取り付け後における図４のＡ−Ａ´線に沿って切断した状態を示す斜視図である。図８は、本発明に係る電子機器収容ユニットの実施例４の天板６３の取り付け後における図４のＡ−Ａ´線に沿って切断した状態を示す斜視図である。

以下に、本発明に係る電子機器収容ユニットの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

図１は、本発明に係る電子機器収容ユニットの実施例が適用される太陽光発電システムの概略構成を示す斜視図である。なお、以下の実施例では、電子機器収容ユニットとしてパワーコンディショナを例にとって説明するが、電子機器収容ユニットはパワーコンディショナに限定されることなく、例えば、エアーコンディショナなどの空調装置などに適用してもよい。

図１において、屋根１上には、光を直流電力に変換する太陽電池パネル２が設置されるとともに、屋外には、パワーコンディショナ３が設置されている。そして、太陽電池パネル２は、パワーコンディショナ３のＤＣ入力端子に接続されている。また、パワーコンディショナ３のＡＣ出力端子は、分電盤４を介して室内負荷に接続されるとともに、分電盤４および電力量計５を介して配電線６に接続されている。

ここで、パワーコンディショナ３には、太陽電池パネル２にて発生された直流電力のＤＣ変換を行うＤＣＤＣコンバータ３ａおよびＤＣＤＣコンバータ３ａから出力された直流電力を交流電力に変換するインバータ３ｂが内蔵されている。

そして、太陽電池パネル２にて発生された直流電力がパワーコンディショナ３に送られると、ＤＣＤＣコンバータ３ａにて直流電力のＤＣ変換が行われた後、インバータ３ｂにて交流電力に変換され、分電盤４に送られる。そして、交流電力が分電盤４に送られると、室内負荷に供給されるとともに、余剰電力は配電線６に送られ、電力会社に引き取られる。

図２は、仕切り板１８にて仕切られたパワーコンディショナ３の前段部ＦＢの内部の概略構成を示す斜視図、図３は、仕切り板１８にて仕切られたパワーコンディショナ３の後段部ＢＢの内部の概略構成を示す斜視図である。図２および図３において、図１のパワーコンディショナ３には、ケーシングとして、底板１４と背板１２と天板１３と前扉１５と１対の側板１１ａ、１１ｂが設けられている。ここで、天板１３には、その外縁部に沿って天板用側板１３ａが設けられている。また、前扉１５は、上下にスライド可能な状態で側板１１ａ、１１ｂに取り付けられている。なお、底板１４と背板１２と天板１３と前扉１５と１対の側板１１ａ、１１ｂは、例えば、鉄、ステンレスまたはアルミニウムなどの金属で構成することができる。そして、パワーコンディショナ３のケーシングは、仕切り板１８にて奥行き方向に仕切られることで、前段部ＦＢと後段部ＢＢとに区分けされている。

ここで、パワーコンディショナ３の下部には、底板１４を介してケーシング内に送風する送風機２０が配置されている。なお、送風機２０は、底板１４に対向するように配置し、送風方向を上向きに設定することができる。

また、図３に示すように、パワーコンディショナ３の後段部ＢＢにおいて、パワーコンディショナ３の上部には、放熱フィン１９ａが形成されたヒートシンク１９が配置されている。ここで、ヒートシンク１９は、背板１２に対向するようにして送風機２０の送風方向に沿って放熱フィン１９ａが配置されている。また、ヒートシンク１９は、ヒートシンク１９の側面と側板１１ａ、１１ｂとの間に隙間が空くように配置されるとともに、ヒートシンク１９の上端部と天板１３との間に隙間が空くように配置されている。

また、パワーコンディショナ３の後段部ＢＢにおいて、側板１１ａ、１１ｂには、排気口１７ａ、１７ｂがそれぞれ形成されている。なお、排気口１７ａ、１７ｂは、例えば、スリット状に形成することができる。ここで、排気口１７ａ、１７ｂは、ヒートシンク１９の側面と側板１１ａ、１１ｂとの間の隙間に連通するように配置することができる。また、排気口１７ａ、１７ｂは、パワーコンディショナ３の後段部ＢＢの内部に連通し、パワーコンディショナ３の前段部ＦＢの内部には連通しないようにすることができる。また、排気口１７ａ、１７ｂは、ヒートシンク１９の側面の上端部から側板１１ａ、１１ｂの方向に４５°の角度θで引いた時に側板１１ａ、１１ｂと交わる線よりも下側に配置することが好ましい。

また、送風機２０と側板１１ａ、１１ｂとの間には隔離板２１が配置されている。この隔離板２１は、送風機２０からヒートシンク１９に至る風路を、排気口１７ａ、１７ｂに連通される側板１１ａ、１１ｂに沿った風路と隔離することができる。

一方、図２に示すように、パワーコンディショナ３の前段部ＦＢにおいて、仕切り板１８上にはコンデンサ２２、サージアブソーバ２５およびリアクトル２７などが配置されている。ここで、仕切り板１８は、ヒートシンク１９の側面と側板１１ａ、１１ｂとの間の隙間およびヒートシンク１９の上端部と天板１３との間の隙間を塞ぐようにして、ヒートシンク１９の放熱面上に配置することができる。なお、コンデンサ２２、サージアブソーバ２５およびリアクトル２７などは、図１のＤＣＤＣコンバータ３ａやインバータ３ｂを構成する電子部品として用いることができる。

また、仕切り板１８上には、ＡＣ端子台２３およびＤＣ入力端子２４などが配置されるとともに、底板１４には開閉器２６が取り付けられている。また、送風機２０の前段部ＦＢ側に突出した部分は、送風カバー２８にて覆われている。ここで、送風カバー２８は、送風機２０にて取り込まれた空気ＡＲを後段部ＢＢ側に送ることができる。

そして、送風機２０にて取り込まれた空気ＡＲは、送風カバー２８にて後段部ＢＢ側に送られ、背板１２、仕切り板１８および隔離板２１にて規定される通風路を介してヒートシンク１９の下端部に送られる。

そして、ヒートシンク１９の下端部に送られた空気ＡＲは、放熱フィン１９ａの間を通ることでヒートシンク１９を空冷しながら、ヒートシンク１９の上端部から排出される。そして、ヒートシンク１９の上端部から排出された空気ＡＲは、天板１３にて進路を曲げられ、側板１１ａ、１１ｂの方向に導かれる。そして、側板１１ａ、１１ｂの方向に導かれた空気ＡＲは、ヒートシンク１９の側面と側板１１ａ、１１ｂとの間の隙間を進み、排気口１７ａ、１７ｂを介して外部に排出される。

一方、パワーコンディショナ３が屋外に設置されている場合、パワーコンディショナ３が強い日差しや風雨にさらされる。そして、パワーコンディショナ３が風雨にさらされた時に、雨水ＷＡが排気口１７ａ、１７ｂを介して内部に侵入すると、雨水ＷＡがパワーコンディショナ３の下方に自然落下する。ここで、雨水ＷＡがパワーコンディショナ３の下方に自然落下する際に、送風機２０の送風面への雨水ＷＡの進入がヒートシンク１９の側面および隔離板２１にて阻止されるとともに、前段部ＦＢの内部への雨水ＷＡの進入が仕切り板１８にて阻止される。

図４は、図１の電子機器収容ユニットの天板１３の取り付け前の状態を示す斜視図、図５は、本発明に係る電子機器収容ユニットの実施例１の天板１３の取り付け後における図４のＡ−Ａ´線に沿って切断した状態を示す斜視図である。

図４および図５において、前扉１５の上部には、防水壁３１ａ、３１ｂが設けられている。ここで、防水壁３１ａは、前扉１５の上端部に沿って前扉１５の両側端部に渡って配置されるとともに、防水壁３１ｂは、防水壁３１ａと間隔を空けた状態で防水壁３１ａと並行に配置されている。

そして、天板用側板１３ａは、図１のパワーコンディショナ３に天板１３を取り付けた時に、防水壁３１ａ、３１ｂとの間に隙間ができるようにして防水壁３１ａ、３１ｂを覆うように構成されている。なお、天板用側板１３ａおよび防水壁３１ａ、３１ｂは、例えば、鉄、ステンレスまたはアルミニウムなどの金属で構成することができる。また、天板用側板１３ａは、天板１３と一体成型にて構成することができる。また、防水壁３１ａ、３１ｂは、例えば、ネジ止めなどの方法にて前扉１５に固定することができる。

なお、天板用側板１３ａと防水壁３１ａとの間隔Ｌ１は、天板用側板１３ａと防水壁３１ｂとの間隔Ｌ２よりも小さいことが好ましい。また、防水壁３１ａ、３１ｂ間の間隔は、２ｍｍ以上であることが好ましい。

そして、台風などが発生すると、前扉１５が風雨にさらされる。そして、前扉１５と天板用側板１３ａとの境界に雨水ＷＡが侵入すると、防水壁３１ａにて雨水ＷＡの勢いが減らされた後、防水壁３１ａ、３１ｂ間の隙間に雨水ＷＡが侵入する。そして、防水壁３１ａ、３１ｂ間の隙間に侵入した雨水ＷＡは、防水壁３１ａ、３１ｂ間の隙間に沿って横方向に進行し、防水壁３１ａ、３１ｂの端部から排出される。

これにより、前扉１５と天板用側板１３ａとの境界に雨水ＷＡが侵入した場合においても、前扉１５と天板１３との間の隙間からパワーコンディショナ３の内部に侵入するのを防止することができ、パワーコンディショナ３の電装部品に雨水ＷＡがかかるのを防止することができる。このため、パッキンやコーキングを用いて防水対策を施すことなく、パワーコンディショナ３の電装部品の防水性を確保することができ、パワーコンディショナ３が屋外に設置されている場合においても、パワーコンディショナ３の耐用年数を延ばすことができる。

また、パッキンやコーキングを用いて防水対策を施す必要がなくなることから、防水対策を施すための作業性を向上させることが可能となるとともに、パワーコンディショナ３の分解を容易化することができる。

また、天板用側板１３ａと防水壁３１ａ、３１ｂとの間に隙間を設けることにより、毛細管現象にて雨水ＷＡが防水壁３１ａ、３１ｂを通り抜けるのを防止することができ、防水効果を向上させることができる。

なお、上述した実施例では、前扉１５の上部に防水壁３１ａ、３１ｂが設ける方法について説明したが、側板１１ａ、１１ｂの上部にも防水壁３１ａ、３１ｂを設けるようにしてもよい。

図６は、本発明に係る電子機器収容ユニットの実施例２の天板１３の取り付け後における図４のＡ−Ａ´線に沿って切断した状態を示す斜視図である。図６において、前扉１５の上部には、防水壁４１ａ、４１ｂが設けられている。そして、防水壁４１ａ、４１ｂは、連結板４１ｃにて互いに連結されている。なお、防水壁４１ａ、４１ｂおよび連結板４１ｃは、コ字形状になるように一体成型にて構成するようにしてもよい。ここで、防水壁４１ａは、前扉１５の上端部に沿って前扉１５の両側端部に渡って配置されるとともに、防水壁４１ｂは、防水壁４１ａと間隔を空けた状態で防水壁４１ａと並行に配置されている。

そして、天板用側板１３ａは、図１のパワーコンディショナ３に天板１３を取り付けた時に、防水壁４１ａ、４１ｂとの間に隙間ができるようにして防水壁４１ａ、４１ｂを覆うように構成されている。なお、防水壁４１ａ、４１ｂおよび連結板４１ｃは、例えば、鉄、ステンレスまたはアルミニウムなどの金属で構成することができる。また、防水壁４１ａ、４１ｂおよび連結板４１ｃは、例えば、ネジ止めなどの方法にて前扉１５に固定することができる。

なお、天板用側板１３ａと防水壁４１ａとの間隔Ｌ１は、天板用側板１３ａと防水壁４１ｂとの間隔Ｌ２よりも小さいことが好ましい。また、防水壁４１ａ、４１ｂ間の間隔は、２ｍｍ以上であることが好ましい。

ここで、防水壁４１ａ、４１ｂを連結板４１ｃにて互いに連結することで、防水壁４１ａ、４１ｂを一体的に取り扱うことができ、防水壁４１ａ、４１ｂを前扉１５に固定する時の作業性を向上させることが可能となる。

図７は、本発明に係る電子機器収容ユニットの実施例３の天板５３の取り付け後における図４のＡ−Ａ´線に沿って切断した状態を示す斜視図である。図７において、前扉１５の上部には、防水壁５１ａ〜５１ｃが設けられている。ここで、防水壁５１ａは、前扉１５の上端部に沿って前扉１５の両側端部に渡って配置されるとともに、防水壁５１ｂは、防水壁５１ａと間隔を空けた状態で防水壁５１ａと並行に配置され、防水壁５１ｃは、防水壁５１ａ、５１ｂと間隔を空けた状態で防水壁５１ａ、５１ｂと並行に配置されている。

そして、天板用側板５３ａは、図１のパワーコンディショナ３に天板５３を取り付けた時に、防水壁５１ａ〜５１ｃとの間に隙間ができるようにして防水壁５１ａ〜５１ｃを覆うように構成されている。なお、防水壁５１ａ〜５１ｃは、例えば、鉄、ステンレスまたはアルミニウムなどの金属で構成することができる。また、防水壁５１ａ〜５１ｃは、例えば、ネジ止めなどの方法にて前扉１５に固定することができる。

なお、天板用側板５３ａと防水壁５１ａ〜５１ｃとの間隔は、天板５３の近くに配置されるのに従って小さくすることが好ましい。

ここで、防水壁５１ａ〜５１ｃを設けることで、３段階に渡って雨水ＷＡの侵入を阻止することができ、防水性を向上させることが可能となる。

なお、上述した実施例３では、３並列の防水壁５１ａ〜５１ｃを前扉１５に設ける方法について説明したが、４並列以上の防水壁を前扉１５に設けるようにしてもよい。また、図６に示すように、連結板を介して防水壁５１ａ〜５１ｃを互いに連結し、防水壁５１ａ〜５１ｃを一体的に取り扱えるようにしてもよい。

図８は、本発明に係る電子機器収容ユニットの実施例４の天板６３の取り付け後における図４のＡ−Ａ´線に沿って切断した状態を示す斜視図である。図８において、前扉１５の上部には、防水壁６１ａ、６１ｂが設けられている。ここで、防水壁６１ａは、前扉１５の上端部に沿って前扉１５の両側端部に渡って配置されるとともに、防水壁６１ｂは、防水壁６１ａと間隔を空けた状態で防水壁６１ａと並行に配置されている。

そして、天板用側板６３ａは、図１のパワーコンディショナ３に天板６３を取り付けた時に、防水壁６１ａ、６１ｂとの間に隙間ができるようにして防水壁６１ａ、６１ｂを覆うように構成されている。また、天板用側板６３ａは、天板６３に対して斜め下を向くように構成されている。なお、防水壁６１ａ、６１ｂは、例えば、鉄、ステンレスまたはアルミニウムなどの金属で構成することができる。また、防水壁６１ａ、６１ｂは、例えば、ネジ止めなどの方法にて前扉１５に固定することができる。

ここで、天板６３に対して斜め下を向くように天板用側板６３ａを構成することにより、防水壁６１ａ、６１ｂの寸法を変えることなく、天板用側板６３ａと防水壁６１ａとの間隔を天板用側板６３ａと防水壁６１ｂとの間隔よりも小さくすることができ、防水壁６１ａ、６１ｂの生産効率を向上させることができる。

以上のように本発明に係る電子機器収容ユニットは、屋外に設置された場合においても、パッキンやコーキングを用いることなく、ゲーシング内の電子部品に雨水などが侵入するのを防止することが可能となり、屋外設置用パワーコンディショナの防水構造に適している。

１屋根
２太陽電池パネル
３パワーコンディショナ
３ａＤＣＤＣコンバータ
３ｂインバータ
４分電盤
５電力量計
６配電線
１１ａ、１１ｂ側板
１２背板
１３天板
１４底板
１５前扉
１７ａ、１７ｂ排気口
１８仕切り板
１９ヒートシンク
１９ａ放熱フィン
２０送風機
２１隔離板
２２コンデンサ
２３ＡＣ端子台
２４ＤＣ入力端子
２５サージアブソーバ
２６開閉器
２７リアクトル
２８送風カバー
３１ａ、３１ｂ、４１ａ、４１ｂ、５１ａ〜５１ｃ、６１ａ、６１ｂ防水壁
４１ｃ連結板

Claims

底板と背板と天板と前扉と１対の側板とが設けられたケーシングと、
前記前扉の上端部に沿って配置された第１の防水壁と、
前記第１の防水壁と並行して配置された第２の防水壁と、
前記天板に設けられ、前記第１の防水壁および前記第２の防水壁を覆うようにして、前記第１の防水壁および前記第２の防水壁と隙間を空けて配置された天板用側板と、
を備え、
前記第１の防水壁は、前記前扉から前記天板用側板へ近づくように水平方向に突出しており、
前記第２の防水壁は、前記前扉から前記天板用側板へ近づくように水平方向に突出しており、
前記天板用側板は、
前扉側側板と、
前記前扉側側板の両側に配された２つの側板側側板と、
を有し、
前記第１の防水壁は、前記前扉から前記前扉側側板に近づくように水平方向に突出しているとともに、前記２つの側板側側板に近づくように前記前扉に沿って延びており、
前記第２の防水壁は、前記前扉から前記前扉側側板に近づくように水平方向に突出しているとともに、前記２つの側板側側板に近づくように前記前扉に沿って延びている
ことを特徴とする電子機器収容ユニット。
前記第１の防水壁は、毛細管現象にて雨水が通り抜けるのを防止するように前記前扉側側板との間に隙間を有するとともに、前記第１の防水壁の両端から雨水が排出されるように前記２つの側板側側板のそれぞれとの間に隙間を有し、
前記第２の防水壁は、毛細管現象にて雨水が通り抜けるのを防止するように前記前扉側側板との間に隙間を有するとともに、前記第２の防水壁の両端から雨水が排出されるように前記２つの側板側側板のそれぞれとの間に隙間を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の電子機器収容ユニット。
前記第１の防水壁および前記第２の防水壁と一体的に形成され、前記第１の防水壁と前記第２の防水壁とを連結する連結板をさらに備える
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電子機器収容ユニット。
前記第１の防水壁と前記第２の防水壁との間隔は２ｍｍ以上である
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電子機器収容ユニット。
前記第１の防水壁は、前記第２の防水壁よりも前記天板の近くに配置され、前記第１の防水壁と前記天板用側板との間隔は、前記第２の防水壁と前記天板用側板との間隔よりも小さい
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電子機器収容ユニット。