JP5350180B2

JP5350180B2 - 電気機器用パッケージ

Info

Publication number: JP5350180B2
Application number: JP2009245867A
Authority: JP
Inventors: 健能登; 栄司松下; 直尚山形; 俊介北山; 裕輔小田; 哲朗中嶋; 智之池田
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2009-10-26
Filing date: 2009-10-26
Publication date: 2013-11-27
Anticipated expiration: 2029-10-26
Also published as: JP2011091343A

Description

本発明は、電気機器を収納する電気機器用パッケージの技術に関する。

従来、エンジン発電機や蓄電装置などの電気機器を収納し、換気フィルタ及び内部空気排出用の換気ファンを有する電気機器用パッケージの技術は公知となっている。電気機器用パッケージにおいて、換気フィルタは、空気の進入方向（上下方向）に対して直交するよう水平方向に取り付けている（特許文献１参照）。

特許第４２４８７９２号公報

しかし、換気フィルタを、空気の進入方向に対して直交するように取り付けた場合には、通過面積が狭くなるため、流路抵抗が大きかった。また、室内の空気を排出するための換気口から、雨水が浸入して換気フィルタに付着した場合、換気フィルタに付着した水が落下しづらく、排水性が悪かった。

そこで、本発明は係る課題に鑑み、パッケージ内の空気を排出するために換気ファンを設け、換気ファン停止時の防塵のために換気フィルタを取り付けるに当たって、流路抵抗を少なくすることができ、排水性を向上することができる電気機器用パッケージを提供する。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

請求項１においては、電気機器を収納し、換気フィルタ及び内部空気排出用の換気ファンを有する電気機器用パッケージにおいて、換気ファン下流の換気ダクトに換気フィルタを傾斜配置し、換気ダクトの一側面をパッケージ扉で形成し、換気フィルタをパッケージ扉から離れるに連れて低く或いは高くなるように傾斜配置し、パッケージ扉と対向するダクト面に脱着可能な蓋部を設け、換気口を換気フィルタ取り付け位置の最下部よりも下方のパッケージ扉に設けたものである。

請求項２においては、請求項１記載の電気機器用パッケージにおいて、換気ダクト底面をパッケージ扉から離れるに連れて高くなる傾斜構造としたものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、フィルタ通過面積が大きくなるので流路抵抗を低減できる。

また、換気口から雨粒等が浸入した場合も排水し易い。

また、パッケージ扉と対向するダクト面を取り外すことで、換気フィルタを容易に引出すことができる。

請求項２においては、換気ダクト内の排水性が向上する。

本発明の一実施形態に係るエンジン発電機の全体的な構成を示した正面図。本発明の一実施形態に係るエンジン発電機の全体的な構成を示した背面図。エンジン発電機の内部構造を示した正面図。蓄電室の通風構成を示した斜視図。同じく別の方向の斜視図。（ａ）前パッケージ扉及び吸気ダクトを示した斜視図（ａ）一部透過斜視図。前パッケージ扉及び吸気ダクトの断面側面図。（ａ）後パッケージ扉及び換気ダクトを示した斜視図（ａ）一部透過斜視図。後パッケージ扉及び換気ダクトの断面側面図。エンジン発電機の結線を示した単相結線図。エンジン発電機の給電パターンを示した概略図。

次に、発明の実施の形態を説明する。図１及び２を用いて、電気機器の一実施形態であるエンジン発電機１の外観について説明する。エンジン発電機１は、蓄電室２と、蓄電室２とは別個に設けられ、蓄電室２の下方に設置される機器室３と、機器室３の左右一方側面（以下、吸気側面３ａ）を覆う鉛直方向下方側に開口した吸気フード４と、吸気側面３ａと対向する他方側面（以下、排気側面３ｂ）を覆う鉛直方向下方側に開口した排気フード５と、を備えている。機器室３の上面と、蓄電室２の底面と、は同等の面積としている。

図１に示すように、蓄電室２及び機器室３は略直方体で構成された電気機器用パッケージとしてのパッケージ１０に覆われている。パッケージ１０の直方体短手側面（以下、吸気側面３ａ）には鉛直方向下方側に開口した吸気フード４が設けられ、吸気側面３ａと対向する他方側面（以下、排気側面３ｂ）には、鉛直方向下方側に開口した排気フード５が設けられている。

＜蓄電室＞
次に、図１から図５を用いて、エンジン発電機１の蓄電室２について説明する。図４及び図５は、蓄電室２を覆うパッケージ１０を省略し、取り付けフレーム１１を支持フレーム１２から離して図示している。図３及び図５に示すように、エンジン発電機１の蓄電室２には、支持フレーム１２・１２・１２と、支持フレーム１２・１２・１２上に設置される枠状の取り付けフレーム１１と、が配置されている。

取り付けフレーム１１は、図３、図４及び図５に示すように、補強部材によって、上部と下部に区画されている。取り付けフレーム１１の下部には、蓄電装置６０（図１０参照）を構成する電気二重層コンデンサ（以下、ＥＤＬＣ）１３・１３が下方に隙間を設けて配置されている。取り付けフレーム１１の上部には、正面側と背面側を仕切る取り付け板１５が前後中央部に左右方向（吸気側面３ａ及び排気側面３ｂの垂線方向）に延設して設けられている。取り付け板１５の正面側には、蓄電制御装置１６の電装品を収納する電装品箱１７と、遮断器１８・１９・２０・２１と、が取り付けられている。そして、ＥＤＬＣ１３・１３が蓄電室２の内部下方に設置される一方、電装品箱１７が蓄電室２の内部上方に設置される。取り付け板１５の背面側には、電装品箱１７に収納される電装品の冷却フィン２３と、トランス２４と、が取り付けられている。

また、図１に示すように、エンジン発電機１の正面側において、パッケージ１０の蓄電室２を覆う部分には、前パッケージ扉２５が設けられている。前パッケージ扉２５の下部には、吸気口２６・２６がそれぞれ設けられている。吸気口２６・２６の蓄電室２の室内側には、図６及び図７に示すように、吸気ダクト３１がそれぞれ設けられている。また、図６及び図７に示すように、吸気口２６・２６には、プレス加工（ガラリ加工）又は別体で、外側に雨水の浸入を防止するための保護板２６ａ・２６ａが設けられている。

吸気ダクト３１は、図６及び図７に示すように、前パッケージ扉２５の室内側に設けられた略直方体の換気通路であり、吸気口２６・２６の室内側の面が吸気ダクト３１の下半分に設けられている。吸気ダクト３１の上面が開口されて、この開口部には、吸気フィルタ３２が設けられている。

吸気フィルタ３２は、吸気ダクト３１を流れる換気風の下流端である上面の全面に設けられており、その上部に平面視「田」字状のフレーム３３が載置され、フレーム３３はネジ等により吸気ダクト３１の上縁部に螺装されて固定され、フレーム３３が吸気フィルタ３２を押さえつけて固定する構成としている。従って、ネジを外すことにより容易に換気フィルタ３２を交換できるようにしている。

また、吸気ダクト３１の底面３１ａは、室内側を上側として、前パッケージ扉２５側を下側となるように傾斜して設けられている。言い換えれば、吸気ダクト３１の底面３１ａは前パッケージ扉２５から離れるに連れて高くなる傾斜構造としている。そして、底面３１ａの内面側の下端は、最下部に位置する吸気口２６の下端と略同じ高さとしている。このように構成することにより、吸気口２６・２６から浸入した雨水等が、底面の傾斜に沿って前パッケージ扉２５側へ流れ、吸気口２６・２６から外部へと排出されることとなり、吸気ダクト３１内の排水性が向上されている。

図２に示すように、エンジン発電機１の背面側において、パッケージ１０の蓄電室２を覆う部分には後パッケージ扉２８が設けられている。後パッケージ扉２８の上部には、換気口２９・２９がそれぞれ設けられている。換気口２９・２９の蓄電室２の室内側には、図８及び図９に示すように、換気ダクト３５・３５がそれぞれ設けられ、換気ダクト３５・３５の上部の室内側には換気ファン３６・３６がそれぞれ設けられている。また、図８及び図９に示すように、吸気口２９・２９の外側には雨水の浸入を防止するために、吸気口２６の保護板２６ａと同様に構成した保護板２９ａ・２９ａが設けられている。

換気ダクト３５・３５は、後パッケージ扉２８・２８の室内側に設けられた略直方体の換気通路であり、換気口２９・２９の室内側の面が換気ダクト３５・３５の下半分に設けられている。換気ダクト３５・３５の上部であって室内側の面には排出口が開口され、排出口に内部空気排出用の換気ファン３６・３６が設けられている。また、換気ダクト３５・３５の内部であって空気の通路の中途部には、換気フィルタ３７が設けられている。

換気ファン３６・３６は、内部空気排出用のファンであり、本実施形態においては、図４、図５、及び図８に示すように、左右の後パッケージ扉２８・２８に二つずつ合計四つ設けられている。換気フィルタ３７は、換気ファン３６・３６の下流に設けられており、室内側を下側として、後パッケージ扉２８側を上側とするように傾斜して設けられている。このように構成することにより、空気の換気フィルタ３７を通過する断面積が大きくなるので流路抵抗を低減できる。また、換気口２９・２９から雨粒等が浸入した場合も排水し易い。なお、本実施形態においては、換気フィルタ３７・３７を、室内側を下側として、後パッケージ扉２８・２８側を上側とするように傾斜して設けたが、これに限定するものではなく、室内側を上側として、後パッケージ扉２８・２８側を下側とするように傾斜して設けてもよい。また、換気フィルタ３７の最下部、言い換えれば、最も室内側の部分よりも、換気口２９・２９の上端が下方になるように構成している。このように構成することにより、換気口２９・２９から雨水が浸入した場合であっても、水滴が換気フィルタ３７に付着することを防止することができる。

また、後パッケージ扉２８・２８と対向する換気ダクト３５・３５の面、つまり、室内側の前板の上下中途部には、脱着可能な蓋部３８・３８が設けられ、ネジ等により固定する構成としている。蓋部３８を外すことにより、換気ダクト３５内部の換気フィルタ３７を容易に引出すことが可能となり、汚れた換気フィルタ３７を交換することができる。なお、換気ダクト３５の内側左右側面には換気フィルタ３７のガイドレール３５ａ・３５ａが設けられ、容易に引き出したり、挿入したりできるようにしている。また、換気ダクト３５の底面３５ｂは、室内側を上側として、後パッケージ扉２８側を下側とするように傾斜して設けられている。言い換えれば、換気ダクト３５の底面３５ｂは後パッケージ扉２８から離れるに連れて高くなる傾斜構造としている。このように構成することにより、換気口２９から浸入して、換気ダクト３５底部に集まった雨水等が、傾斜に沿って後パッケージ扉２８側へ流れ、換気口２９から外部へと排出されることとなり、換気ダクト３５内の排水性が向上する。

図４及び図５の実線矢印に示すように、換気ファン３６・３６の駆動によって、蓄電室２内部を換気する通風構成が形成される。すなわち、吸気口２６・２６から吸込まれた空気は、吸気ダクト３１内を通って、吸気フィルタ３２によって外気に含まれる埃等を濾過して、取り付けフレーム１１下部へと送られる。また、取り付けフレーム１１の下部に送られた空気は、ＥＤＬＣ１３・１３の正面、両側面、上面、底面を通過することでＥＤＬＣ１３・１３を冷却し、取り付けフレーム１１の上部を通過し、換気ダクト３５へと送られる。また、換気ダクト３５へ送られた空気は換気フィルタ３７によって濾過され、換気口２９・２９から外部に排気される。

また、図４及び図５に示すように、ＥＤＬＣ１３・１３の下方で機器室３の上面との隙間に複数のスペースヒータ４０・４０を設けている。複数のスペースヒータ４０・４０は、ＥＤＬＣ１３・１３が低温となった場合において加熱する装置であり、長方形の板状に形成されている。複数のスペースヒータ４０・４０は長方形の長手方向が、取り付けフレーム１１の短手方向と略平行となるように、短手方向に渡って設けられている。また、図４及び図５に示すように、各スペースヒータ４０の周囲であって、スペースヒータ４０とＥＤＬＣ１３との間にはスペースヒータ４０を支持するための遮熱板４１が設けられている。

また、ＥＤＬＣ１３・１３の周囲温度を検出する温度センサーが設けられ、温度センサーは電装品箱５１に接続される。

ここで、本実施形態に係るＥＤＬＣ１３・１３の許容温度は例えば−５℃〜４０℃とされている。電装品箱５１は、前記温度センサーが検出したＥＤＬＣ１３・１３周囲の温度が、４０℃以上である場合は、換気ファン３６・３６の駆動によって蓄電室２を換気することでＥＤＬＣ１３・１３の周囲を強制換気し、―５℃以下である場合は、スペースヒータ４０の発熱によってＥＤＬＣ１３・１３を加熱する。

このようにして、ＥＤＬＣ１３・１３の周囲温度が許容上限温度以上又は許容下限温度以下となることを防止して、ＥＤＬＣ１３・１３の機器としての信頼性を確保できる。

＜機器室＞
図３を用いて、エンジン発電機１の機器室３について説明する。図３は、エンジン発電機１を正面からみて透過した状態を図示している。

エンジン発電機１の機器室３には、エンジン発電機１の制御を行うエンジン発電機制御装置等の電装品を収納する電装品箱５１と、発電機Ｇと、エンジンＥと、燃料を貯溜する燃料タンク５３と、エンジン冷却水を冷却するラジエータ５４と、機器室３内を換気するラジエータファン５２と、エンジンＥに繋がる排気管５８と、排気管５８に介装される排気消音器５７・５７と、が配置されている。また、エンジン発電機１の正面側において、機器室３を覆うパッケージ１０にはパッケージ扉５９が設けられている。また、エンジン発電機１の機器室３を覆うパッケージ１０には、吸気側面３ａに吸気口５５が設けられ、排気側面３ｂに排気口５６が設けられている。

図３の実線矢印に示すように、ラジエータファン５２の駆動によって、機器室３内を換気する通風構成が形成される。すなわち、吸気フード４の底面の開口部から吸込まれた空気は、機器室３の吸気口５５から機器室３に進入し、発電機Ｇ及びエンジンＥ等を冷却し、ラジエータ５４を冷却し、機器室３の排気口５６から排気フード５に進入し、排気フード５の底面の開口部から外部に排気される。

排気管５８は、エンジンＥの上部から鉛直方向上方に延出し、機器室３の上面に支持される排気消音器５７を介して、排気側面３ｂに向かって水平方向に延出し、さらに排気消音器５７を介して、排気側面３ｂを貫通して、排気フード５内を鉛直上方に立ち上がった後、水平方向に曲がって排気フード５を貫通して、外部に突出している。

＜エンジン発電機１の結線＞
次に図１０を用いて、エンジン発電機１の結線について説明する。エンジン発電機１は、商用電源Ｐと、非常用負荷Ｌａと、瞬時電圧低下（以下、瞬低）補償負荷Ｌｂと、に接続されている。また、エンジン発電機１は、エンジンＥと、発電機Ｇと、無停電機能を備える蓄電装置６０と、電磁接触器７５・７５と、停電検出器６４と、を備えている。エンジン発電機１は、停電検出器６４によって停電を検出した場合には、電磁接触器７５・７５の切り換えによって、商用電源Ｐから発電機Ｇに供給電源を切り換えて、非常用負荷Ｌａ及び瞬低補償負荷Ｌｂに電力を供給する。

非常用負荷Ｌａとは、１０〜４０秒程度の停電又は電圧低下が許容されている負荷である。非常用負荷Ｌａとしては、照明器具、空調設備等が相当する。また、瞬低補償負荷Ｌｂとは、瞬時の電圧低下すら許容されていない負荷である。瞬低補償負荷Ｌｂとしては、パソコン、銀行のＡＴＭ等が相当する。

蓄電装置６０は、商用電源Ｐ又は発電機Ｇである電源側から瞬低補償負荷Ｌｂである負荷側に至る経路６１と、経路６１をバイパスする経路６３と、ＥＤＬＣ１３から経路６１に至る経路６２と、を備えている。経路６１は、電源側から負荷側に向かって、遮断器１９と、高速半導体スイッチ６８と、遮断器２０と、をこの順に直列に接続している。経路６２は、ＥＤＬＣ１３から負荷側に向かって、双方向電力変換器６６と、トランス２４と、遮断器２１と、をこの順に直列に接続して、経路６１の高速半導体スイッチ６８と遮断器２０との間に接続されている。経路６３は、蓄電装置６０の外部に設けられ、電源側から負荷側に向かって、遮断器１８を介して、遮断器２０よりも負荷側に接続される。

蓄電装置６０は、ＥＤＬＣ１３・１３と、電力供給及びＥＤＬＣ１３・１３の充放電の制御を行う制御手段としての蓄電制御装置１６を備え、蓄電制御装置１６には、双方向電力変換器６６と、高速半導体スイッチ６８と、遮断器１８〜２１と、に接続されている。蓄電制御装置１６は、高速半導体スイッチ６８によって経路６１の瞬時電力低下を検出した場合には、双方向電力変換器６６によって経路６２の電力供給方向をＥＤＬＣ１３から瞬低補償負荷Ｌｂに給電するように切り換える機能を有する。

図１１を用いて、エンジン発電機１の給電方式について説明する。図１１は、商用電力給電、ＥＤＬＣ給電、発電機給電、商用電力給電（メンテ時）という、エンジン発電機１の４つの給電方式を表している。通常、給電方式は商用電力給電とされている。商用電力給電では、商用電源側の電磁接触器７５が閉じてエンジン発電機１側の電磁接触器７５が開いて（エンジンＥ及び発電機Ｇと、非常用負荷Ｌａとの接続は切り離され）、商用電源Ｐから非常用負荷Ｌａに電力が供給される。また、蓄電制御装置１６は、商用電力給電として、遮断器１８・２１を開いて、遮断器１９・２０を閉じ、商用電源Ｐから経路６１を経由して瞬低補償負荷Ｌｂに電力を供給する。このとき、蓄電装置６０は、充電・給電動作を行っていないが、遮断器２１をＯＮとして、商用電源Ｐから経路６１・６２を経由してＥＤＬＣ１３に充電する場合もある。

停電が発生した場合又は許容低電圧以下となった場合には、給電方式は商用電力給電からＥＤＬＣ給電とされる。蓄電制御装置１６は、ＥＤＬＣ給電として、高速半導体スイッチ６８によって経路６１の瞬時の電力低下を検出した場合には、双方向電力変換器６６によって経路６２の電力供給方向をＥＤＬＣ１３から瞬低補償負荷Ｌｂに給電するために、遮断器１９を開いて、遮断器２０・２１を閉じる。

次に、高速半導体スイッチ６８より遅れて、停電検出器６４が電力低下を検出した場合には、給電方式はＥＤＬＣ給電から発電機給電とされる。発電機給電では、商用電源側の電磁接触器７５が開いてエンジン発電機１側の電磁接触器７５が閉じてエンジンＥ及び発電機Ｇと、非常用負荷Ｌａとが接続され、エンジン発電機１から非常用負荷Ｌａに電力が供給される。蓄電制御装置１６は、発電機給電において、遮断器１９・２０・２１を閉じて、エンジンＥの駆動によって発電機Ｇから経路６１を経由して瞬低補償負荷Ｌｂに電力を供給する。また、蓄電制御装置１６は、発電機Ｇから経路６１・６２を経由してＥＤＬＣ１３を充電する。

なお、蓄電装置６０をメンテナンスする場合には、給電方式は商用電力給電（メンテ時）とされる。商用電力給電（メンテ時）では、商用電源側の電磁接触器７５が閉じてエンジン発電機１側の電磁接触器７５が開いて、商用電源Ｐから非常用負荷Ｌａに電力が供給される。蓄電制御装置１６は、遮断器１８を閉じて、遮断器１９・２０・２１を開いて、経路６３を経由して瞬低補償負荷Ｌｂに商用電源から電力を供給し、蓄電装置６０には電流が流れないようにする。

このように構成することで、エンジン発電機１は、停電があった場合でも、無停電機能として、発電機給電の前にＥＤＬＣ給電を行うことで、停電検出器６４が停電を検出してエンジンＥが起動する間については、蓄電装置６０によって瞬低補償負荷Ｌｂに電力を供給できる。このようにして、停電があった場合でも、瞬低補償負荷Ｌｂには、常時電力供給が行なわれる。さらに、蓄電装置６０には遮断器２０より負荷側で高速半導体スイッチ６８及び経路６１と経路６２との合流点をバイパスして遮断器２１より電源側に接続する経路（図示省略）も設けられ、蓄電装置６０の故障時や商用電力の過電圧時の電力供給路となる。

１エンジン発電機
２蓄電室
３機器室
１０パッケージ
２５パッケージ扉
２６吸気口
２８パッケージ扉
２９換気口
３１吸気ダクト
３２吸気フィルタ
３５換気ダクト
３６換気ファン
３７換気フィルタ
Ｅエンジン
Ｇ発電機

Claims

電気機器を収納し、換気フィルタ及び内部空気排出用の換気ファンを有する電気機器用パッケージにおいて、換気ファン下流の換気ダクトに換気フィルタを傾斜配置し、
換気ダクトの一側面をパッケージ扉で形成し、換気フィルタをパッケージ扉から離れるに連れて低く或いは高くなるように傾斜配置し、パッケージ扉と対向するダクト面に脱着可能な蓋部を設け、換気口を換気フィルタ取り付け位置の最下部よりも下方のパッケージ扉に設けたことを特徴とする電気機器用パッケージ。
換気ダクト底面をパッケージ扉から離れるに連れて高くなる傾斜構造としたことを特徴とする請求項１に記載の電気機器用パッケージ。